Kao najosnovniji građevinski blokovi ljudskog tijela, matične stanice karakterizira njihova sposobnost diferenciranja i sazrijevanja u druge vrste stanica sa specijaliziranim funkcijama. Također su poznati po svojoj sposobnosti samogeneriranja, fenomenu gdje se dijele i proizvode više matičnih stanica. Tijekom ranog djetinjstva, matične stanice mogu se razviti u niz različitih tipova stanica. Oni su također sposobni obnavljati druge stanice, djelujući kao vlastiti automatski sustav za popravak tijela. Ova sposobnost ih čini idealnim lijekom za mnoge bolesti; ovaj tretman se naziva terapija matičnim stanicama.
Jedna od najčešćih vrsta terapije matičnim stanicama je transplantacija matičnih stanica odraslih. Ova terapija matičnim stanicama koristi se za liječenje raznih karcinoma i poremećaja krvi, uključujući leukemiju, limfom i multipli mijelom. Ovaj se postupak može izvesti pomoću koštane srži ili matičnih stanica periferne krvi.
Ako se koristi koštana srž, srž se vadi izvlačenjem iz kosti odgovarajućeg donora. Primateljeva koštana srž se zatim eliminira samo kemoterapijom ili kombinacijom kemoterapije i zračenja. Zatim se koštana srž darivatelja, uključujući zdrave matične stanice, presađuje u sustav primatelja. Transplantirane matične stanice će se tada samogenerirati, stvarajući zdrave stanice koje će zamijeniti abnormalne. Transplantacija matičnih stanica periferne krvi funkcionira na isti način, osim što se stanice donora ne izvlače iz samih kostiju, već se beru iz matičnih stanica koje kruže krvotokom.
Druga vrsta terapije matičnim stanicama je transplantacija matičnih stanica krvi iz pupkovine. Ova vrsta transplantacije djeluje na isti način kao i transplantacija koštane srži i matičnih stanica periferne krvi. Donorske matične stanice, međutim, beru se iz krvi pronađene u odbačenoj pupkovini novorođenčeta. Pacijenti koji primaju ovu vrstu transplantacije imaju manji rizik od odbacivanja matičnih stanica od onih koji primaju transplantaciju koštane srži ili matičnih stanica periferne krvi. To se može pripisati činjenici da su te stanice toliko mlade da još nisu sazrele i razvile značajke koje se mogu napasti u procesu koji se naziva bolest domaćina protiv presatka, gdje tijelo primatelja prepoznaje stanice davatelja kao potpuno strane.
Svestranost matičnih stanica koje se nalaze u krvi iz pupkovine čini beskrajnim mogućnosti za budućnost terapije matičnim stanicama. U tijeku su istraživanja o korištenju ovih matičnih stanica za liječenje širokog spektra bolesti, uključujući neurološke i srčane bolesti. Mnogi roditelji odlučuju pohraniti djetetovu krv iz pupkovine u posebne banke matičnih stanica kako bi ih koristili za buduću terapiju.