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A pesar del futuro prometedor que ofrece el uso terapéutico de este tipo de células, en la actualidad las investigaciones con células madre son objeto de una gran controversia, sobre todo en lo referente a su origen, ya que en su mayoría proceden de embriones y, en concreto, de aquellos desechados en los tratamientos de infertilidad. Durante el tratamiento conocido como fecundación in vitro, los óvulos extraídos del ovario de una mujer se unen con los espermatozoides del hombre en el laboratorio. En algunos casos se fecunda más de un óvulo y se obtienen embriones extras. Las células madre se obtienen de embriones en los estadios iniciales de división.

La utilización de las células madre en la investigación médica plantea una pregunta fundamental: ¿esas células provienen de tejidos humanos o de seres humanos como tal? Algunas personas se oponen a la utilización de cualquier elemento que proceda de embriones considerados viables (es decir, capaces de crecer), incluidas las células madre. Por tanto, para aquellas personas que comparten esta postura, el uso de las células madre supone la destrucción de una vida humana. El punto de vista opuesto es defendido por aquellos que piensan que estos embriones nunca se convertirían en seres humanos, ya que serían eliminados o se mantendrían congelados para futuras investigaciones, razón por la que consideran que este material debería utilizarse, especialmente si eso sirve para curar algunas enfermedades.

Aquellos que se oponen al uso de las células madre de embriones señalan que existe una diversidad de tejidos alternativos, como la médula ósea o el cordón umbilical , de los que es posible extraer células madre. No obstante, todavía no está claro si las células madre procedentes de estos tejidos tienen la misma capacidad de diferenciación que las células madre embrionarias y, por tanto, poseen el mismo potencial para el tratamiento de las enfermedades.

Más polémica todavía resulta la creación de embriones mediante técnicas de clonación con el fin de obtener células madre. Esta posibilidad ha suscitado un importante debate ético y numerosos países han prohibido los experimentos que contemplan la clonación humana. Para muchos, la clonación terapéutica supone la destrucción de embriones durante el proceso de obtención de las células madre, la posible explotación de las mujeres como donantes de óvulos y el riesgo de que las nuevas técnicas puedan conducir a la clonación de seres humanos. La clonación terapéutica pretende la clonación de células madre con la misma carga genética del paciente y su manipulación para convertir dichas células en células especializadas de cualquier tipo de tejido. Posteriormente, estas células se reintroducirían en el organismo del propio paciente con el fin de ayudar a curar una determinada enfermedad o reparar los tejidos dañados. Como las células son genéticamente similares, presumiblemente las células trasplantadas no serían rechazadas por el sistema inmunológico del paciente.
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