Komórki macierzyste wykorzystują sygnały, aby rozpocząć proces różnicowania, dzięki czemu dojrzewają z niespecjalizowanej komórki do wyspecjalizowanej komórki, która ma odrębne funkcje i formę. Sygnały te pochodzą z komórki lub ze środowiska zewnętrznego, w którym mieszka komórka.
Chemiczne wydzieliny sąsiednich komórek, cząsteczek w obszarze wokół komórki, a nawet fizyczny kontakt z innymi komórkami są zewnętrznymi sygnałami, które powodują rozpoczęcie różnicowania. Sygnały wewnętrzne są kontrolowane przez ekspresję genów komórki. Wszystkie te sygnały razem działają, aby dojrzeć komórkę do określonego typu komórki, którą się stanie.