在局部干细胞中，间充质干细胞占据着一个特殊的位置，其衍生物构成了人体所有器官和组织的基质。上世纪中叶在实验室中首 次分离出了多能干基质干细胞的同质培养物。附着在基质上的间充质干细胞长时间保持高增殖率，并且在低接种密度的培养物中，固定在基质上后，它们形成了不具有吞噬活性的成纤维细胞样细胞的克隆体。间充质干细胞停止增殖导致其在体外自发分化为骨，脂肪，软骨，肌肉或结缔组织的细胞。
间充质干细胞通常会产生骨骼，软骨和脂肪组织的细胞成分，能够转化为神经干细胞。假定在生长，生理和修复组织再生期间，从组织特异性储备中产生未定型的祖细胞。例如，可以通过从骨髓向骨骼肌迁移的间充质干细胞来实现肌肉组织的修复。
