خطوط الخلايا الجذعية الجنينية (embryonic stem cell lines) عبارة عن تجمعات أو مزارع خلوية تشتق من النسيج الأصيلي الخارجي epiblast tissue من كتلة الخلايا الداخلية inner cell mass للكيسة الأرومية. الكيسة الأرومية تكون عادة مرحلة مبكرة من التطور الجنيني بعمر حوالي 4-5 أيام في الإنسان وتتألف من 50-150 خلية. في هذه الحالة تكون الخلايا الجذعية متعددة الخيارات وتعطي خلال نموها منتجات الطبقات الجنينية الثلاث: الطبقة الجنينية الخارجية ectoderm والوسطى mesoderm والداخلية endoderm. هذا يعني أن الخلايا الجذعية في هذه الحالة قادرة على التنامي نحو أكثر من 200 نمط خلوي موجود في الجسم البالغ، وكل ما هو مطلوب هو إعطاء التنبيه المناسب لكل نمط خلوي نوعي. وهذه الخلايا لا تشارك في الأغشية الخارج-جنينية أو ضمن تركيب المشيمة placenta.
في الزجاج، وإذا لم يعطى أي منبه تمايزي محدد، تستمر الخلايا الجذعية بالانقسام وكل خلية ابنة daughter cell ستبقى متعددة الخيارات. وتعدد الخيارات هذا للخلايا الجذعية الجنينية تم بحثه واستقصائه سواء ضمن الزجاج أو ضمن الحيوية، لذلك يمكن تصنيفها فعلا على أنها خلايا جذعية فعلا.
تعتبر الخلايا الجذعية الجنينية بسبب قدرتها الانقسامية اللامحدودة وتعدد خياراتها، مصدرا كامنا للعديد من الأفكار في مجال الطب الاستبدالي واستبدال الأعضاء بعد أذيتها أو مرضها.
