在过去的十年间，肿瘤干细胞的概念慢慢被人们所认可。白血病干细胞是第一个被发现的肿瘤干细胞，但越来越多的证据显示在脑癌、结肠癌、卵巢癌、胰腺癌与前列腺癌中可能也存在着干细胞。这些干细胞的起源目前存在争议。肿瘤干细胞的概念基于以下观点，即与功能正常的干细胞一样，位于远端的一群恶性细胞具有无限自我更新与诱发肿瘤的能力。此外，与正常干细胞一样，肿瘤干细胞只能缓慢地分裂（自我更新较为缓慢），这使得它们对那些在通常情况下用来杀死快速分裂细胞的抗癌药物具有更强的抵抗力，但其分化后的子细胞仍对药物敏感。关于白血病干细胞来源的一种解释是，在新分化的细胞中出现了导致癌症发生的遗传损伤，随后在干细胞龛的诱导下，这些细胞发生了去分化改变，最终导致数量有限却得以永生的白血病干细胞的产生。在实体瘤中很难准确地判断出肿瘤干细胞的确切来源，这是由于肿瘤中的突变细胞群具有异质性特点。在这些细胞中，可能同时存在几种不同类型的干细胞，其中一种十分适应该特定环境，而其他类型则不然。但有趣的是，这些无法适应当前环境的细胞却可以在其他环境中变得活跃，从而使肿瘤能够适应环境的变化。目前正在进行的干细胞研究可能会为癌症治疗提供新的思路。