Öncelikli olarak aşılması gereken engellerden biri çok çeşitli sayıda hücreyi içeren erişkin dokudaki kök hücrelerin tanımlanmasındaki zorluktur. Erişkin dokuda ender sayıda bulunan doğru kök hücre çeşidini saptamak için dikkatli ve özenli bir araştırma gerektirmektedir.

İkinci olarak bu kök hücrelerin özellikli hücrelere farklılaşmasına neden olacak doğru koşulların oluşturulması gerekmektedir. Bu da çok fazla sayıda kök hücre deneyinin yapılması ile mümkündür.

Genel olarak, embriyonik ve fetal kök hücrelerin erişkin kök hücrelerden daha kullanılabilir olduğu düşünülmektedir. Bununla birlikte, bilim adamları embriyonik kök hücrelerin özellikli hücrelere farklılaşması için gereken ortamı oluşturmak için çalışmaya devam etmektedirler. Embriyonik kök hücreler çok hızlı çoğalmakla birlikte bilim adamları bunların özellikli hücre olarak tamamen farklılaşması konusunda çok dikkatli olmalıdır. Aksi takdirde kalıcı embriyonik kök hücreler kontrolsüz çoğalabilir ve tümör oluşumuna neden olabilir.

Hücreler, hastanın kendi doku ve organları ile bütünleşmek ve vücudun doğal hücrelerinin ahengini işlevsel tutmayı öğrenmek zorundadır. Örneğin; hasarlı beyne enjekte edilen nöronlar beyin hücrelerinin karışık ağ yapısını ve bağlantılarını gerektiği gibi yeniden düzenlemek zorundadır.

Diğer bir uğraştırıcı konu da “doku reddi” olayıdır. Organ nakli sırasında vücudun bağışıklık sistemi hücreleri nakledilen hücreleri yabancı olarak kabul etmektedir. Bu immun cevabın olması naklin başarısız olmasının yanında hastanın hayatını tehlikeye sokabilir.