Ở động vật đa bào sinh sản hữu tính, mỗi cơ thể con đều khởi đầu từ hợp tử là kết quả hợp nhất của trứng với tinh trùng trong thụ tinh. Trong quá trình hợp tử phát triển thành phôi thai sẽ phát sinh ra 2 dòng tế bào chính: dòng tế bào mầm và dòng tế bào xôma. Các tế bào mầm sẽ di cư rồi định cư ở tuyến sinh dục; còn các tế bào xôma cấu trúc nên tất cả các bộ phận của một cơ thể.
Ở tuyến sinh dục, tế bào mầm là tế bào "tổ tiên" của giao tử. Chỉ có tế bào mầm mới có khả năng tham gia hình thành giao tử, trong đó bắt buộc phải có giảm phân, từ đó giao tử mới được phát sinh.
Tế bào mầm là loại tế bào duy nhất vừa có khả năng tự tái tạo, lại vừa có khả năng chuyển thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Tế bào mầm (germ cell) không phải là tế bào gốc (stem cell), nhưng có tiềm năng phát sinh ra tế bào gốc.
Nghịch nghĩa với tế bào mầm là tế bào xôma (tế bào sinh dưỡng).
