和其他干細胞一樣，神經干細胞具有無限增殖的潛能，平時處于靜息狀態，分布于干細胞龕（niche）中，受刺激后才會增殖、分化。神經干細胞能分化為神經細胞和神經膠質細胞，更具體的說是能分化為神經元、星狀細胞、寡突膠質細胞。研究表明，將小鼠的神經干細胞注射入免疫缺陷的裸鼠中樞神經系統內，這些神經干細胞可以增殖、遷移及分化。
小鼠的神經干細胞于1992年成功分離、建系，隨后，又陸續建立了人等生物的神經干細胞系。
