（1）哺乳类发育的体外模型，避开体内研究哺乳动物胚胎发育和各类细胞分化的难题。
（2）介导改造动物的基因，利用ES介导的转基因优点明显超过常规如逆转录病毒载体整合至早期胚胎或显微注射DNA至受精卵原核等一般转基因方法。
（3）人体的基因和细胞治疗，人ES细胞经遗传操作后一般能稳定地在体外增殖传代，克服了目前基因治疗中需要大量靶细胞来源的主要问题。
（4）组织工程的种子细胞来源，组织工程的核心是由种子细胞和生物活性材料构成的三维空间复合体，而ES细胞可作为具备足够的数量并保持特定的生物学特性的种子细胞，这也是组织工程中最基本的要素。
