Kök hücreler, çok hücreli canlıların vücudunda bulunan, tüm doku ve organlarının temelini oluşturan, farklı hücre tiplerine dönüşebilen, kendini yenileyebilen, değişik yapı ve gelişim aşamalarındaki hücrelerdir. Daha basit bir şekilde ifade etmek gerekirse kök hücreler, vücutta bulunan ve gelişme ve büyüme esnasında birden fazla hücre tipine dönüşme potansiyeli olan hücrelerdir. Embriyonik gelişim esnasında en önemli rolü bu hücreler üstlenirken, büyüme esnasında dokuların gelişimine, vücut yetişkin olduğunda ise dokuların kendilerini yenilemelerine yardımcı olur.
Kök hücreler, diğer hücre tiplerinden bazı özellikleri ile farklılık gösterir. Örneğin bu hücreler özelleşmemiştir ve hücre bölünmesi geçirerek kendilerini yenileyebilirler. Ayrıca doğal veya laboratuvar ortamında özel sinyaller ile özelleşmemiş hücreler "özelleşmiş doku veya organ hücrelerine" dönüştürülebilirler. Diğer hücre tiplerinden bir diğer farkı ise kök hücrelerin bazı doku ve organlarda devamlı olarak bölünüp ortamın devamlılığını sağlaması, bazı doku ve organlarda ise özel durumlar haricinde hiçbir zaman bölünmemesidir.