Tüvirakud on diferentseerumata või vähediferentseerunud rakud, mis annavad jagunemisel kahte tüüpi tütarrakke. Üks tütarrakk säilitab oma mittediferentseerunud omadused ja teine tütarrakk suundub edasisse diferentseerumisprotsessi. Seega iseloomustab tüvirakke iseenda taastootmisvõime ja võime diferentseeruda organismi erinevat tüüpi lõplikult diferentseerunud rakkudeks.
Tüvirakkude jagunemisel eristatakse asümmeetrilist jagunemist, kus ühest tüvirakust tekib üks uus tüvirakk ja teine tütarrakk siirdub diferentrseerumise teele ja asümmeetrilist jagunemist, kus tüviraku jagunemisel tekivad kas ainult uued tüvirakud või siirduvad mõlemad tütarrakud diferentseerumise teele.
Eristatakse embrüonaalseid ja täiskasvanu tüvirakke, mis erinevad üksteisest arengupotentsiaali poolest. Arengupotentsiaali all mõeldakse potentsust ehk võimet anda diferentseerumisel erinevaid rakutüüpe.
Totipotentsed tüvirakud on embrüonaalsed tüvirakud, mis suudavad diferentseeruda kõigiks organismi rakutüüpideks ja ka platsenta rakkudeks. Totipotentsed tüvirakud on viljastunud munarakk ja sellest esimese paari jagunemisega tekkinud neli kuni kaheksa rakku.
Pluripotentsed tüvirakud on embrüonaalsed tüvirakud, mis on võimelised diferentseeruma kõikideks organismi rakutüüpideks, kuid mitte platsenta rakkudeks. Inimese embrüo arengu käigus toimub esimene rakkude diferentseerumine embrüo arengu neljandal- viiendal päeval, embrüo koosneb siis 50- 150 rakust. Selles arengustaadiumis välised rakud moodustavad trofoektodermi, millest edaspidi areneb platsenta embrüopoolne osa. Embrüo sisemistest rakkudest tekib nn. sisemine rakumass, mille rakkudest tekivad kõik tulevase organismi ligikaudu 250 erinevat rakutüüpi.
Multipotentsed tüvirakud võivad olla nii embrüos, kui ka täiskasvanud organismis ning need suudavad diferentseeruda vaid suhteliselt piiratud hulgaks erinevateks rakutüüpideks. Multipotentseks tüvirakuks on näiteks mesenhümaalne tüvirakk, mis võib diferentseeruda osteoblastideks (luurakud), müotsüütideks (lihase rakud), kondrotsüütideks (kõhrerakud) ja adipotsüütideks (rasvarakud). Ka vereloome tüvirakk on multipotentene- ta suudab diferentseeruda erinevat tüüpi vere rakkudeks, kuid ainult vere rakkudeks.
Oligopotentsed tüvirakud suudavad nagu multipotentsed tüvirakud diferentseeruda väheseks hulgaks erinevateks rakkudeks, kuid nende potentsus on väiksem kui multipotentsetel tüvirakkudel. Oligopotentse tüvirakk on näiteks müeloidne eelasrakk, mis suudab diferentseeruda vaid teatud tüüpi vere rakkudeks.
Unipotentsed tüvirakud osalevad teatud kudedes vaid teatud rakutüübi taastootmisel. Unipotentne on näiteks lihase tüvirakk või spermatogoon, millest arenevad spermid.
Vereloome tüvirakkude siirdamisel kasutatavad vereloome tüvirakud on võimelised diferentseeruma vaid vere rakkudeks, kuid mitte närvirakkudeks, südamelihase rakkudeks või mõnda muud tüüpi rakkudeks.
