Le cellule staminali mesenchimali (MSCs) sono cellule immature con la capacità di autorinnovarsi e differenziarsi continuamente in cellule specializzate tessuto specifiche. Sono cellule di origine midollare ma si ritrovano anche nel tessuto adiposo, nel sangue periferico, nel cordone ombelicale, nel derma, nel pancreas, nel fegato, nel polmone ed in altri tessuti fetali; nel midollo osseo in particolare svolgono un importante ruolo come cellule della nicchia ematopoietica. In vitro crescono in adesione, hanno una mofologia molto simile ai fibroblasti, esprimono uno specifico pattern di molecole di adesione sulla membrana cellulare come SH2 ( CD105), SH3 e SH4 (CD73), CD106, CD54, CD44, CD90, CD29 e STRO-1. Non esprimono invece marker propri delle cellule ematopoietiche; ad ogni modo, allo stato attuale, vengono ancora identificate per combinazione di caratteristiche morfologiche, fenotipiche e funzionali.
Per via del loro elevato potenziale proliferativo, possono essere rapidamente espanse in vitro e questo consente di superare una delle prime limitazioni nel loro impiego terapeutico: le MSCs prelevate dal midollo, infatti, non sono spesso numericamente sufficienti. E' stata sfruttata la capacità proliferativa di queste cellule in presenza di quelle maligne in modo da inserirle nell'architettura del tessuto come dei fibroblasti nel caso della terapia anti-tumorale. Un altro utilizzo da questo punto di vista è sottoforma di MSCs ingegnerizzate nel ruolo di farmaco chemioterapico. Infine, un traguardo importante è stato raggiunto sicuramente nel caso dei trapianti: una scoperta sensazionale è stata, infatti, la capacità immunosoppressiva delle MSCs nei confronti dei linfociti T; sono state utilizzate così per evitare la Graft Versus  Host Disease( GVHD). Si è aperta così la strada verso lo studio dell'attività immunoregolatoria che le MSCs possano avere nei confronti dei linfociti B, in particolare sulla proliferazione e la produzione di Ig che possono indurre.

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