Tüvirakud on mitmerakuliste organismide erirakud, mis on võimelised vajaduse korral diferentseeruma paljudeks teisteks rakkudeks. Teisisõnu, rakud ise ei ole spetsialiseerunud, nagu vererakud, närvirakud ja nii edasi, kuid nad võivad luua spetsiaalseid rakke embrüo moodustamiseks või täiskasvanud organismi kahjustuste parandamiseks. See omadus on näidanud, et need võivad olla meditsiinilises ravis äärmiselt kasulikud, ja paljud riigid on loonud tüvirakkude rahastamist, et uurida uurimis- ja arendustegevuse võimalusi.
Kõik mitmerakulised organismid saavad tegelikult alguse tüvirakkude klastrist. Jagunedes ja paljunedes eristuvad nad elundite, lihaste, luude ja nii edasi, kuni moodustub täielik embrüo. Täiskasvanutel on ka tüvirakke, kuigi nende täpne päritolu pole täielikult teada. Need täiskasvanud rakud käivitavad vastusena tõsisele vigastusele kahjustatud kudede asendamise.
Tüvirakke on kolme tüüpi. Embrüonaalsed tüvirakud võetakse embrüost. Nabaväädi vere tüvirakud pärinevad nabanöörist, mis on nende rakkude poolest rikas, kuna on loote päritolu. Täiskasvanu tüvirakke tuntakse ka somaatiliste tüvirakkudena ja neid leidub täiskasvanu kehas erinevates kohtades. Täiskasvanute rakkude täppisteadus ja levik on endiselt intensiivse uurimistöö teema.
Selleks, et seda saaks pidada tüvirakuks, peab rakul olema kaks omadust. Esimene on see, et see ei tohi olla konkreetse toimingu jaoks spetsialiseerunud, vaid see peaks olema võimeline genereerima spetsiaalseid rakke. Lisaks võivad nad end korduvalt vigadega korrata – seda protsessi nimetatakse levikuks. Teadusuuringud keskenduvad selle ainulaadse omaduse uurimisele ja teadlased loodavad, et ühel päeval suudavad nad seda ära kasutada, stimuleerides näiteks rakke kasvatama elundeid inimestele, kes neid vajavad.
Tüvirakkude uurimine on mõnes maailma osas vastuoluline. Embrüonaalseid tüvirakke sai koguda ainult embrüo hävitamisega kuni 2006. aastani, mil teadlased hakkasid tõestama, et liini saab luua ilma selle ohverduseta. Kuna mõned inimesed tunnevad end embrüo tapmise mõtte pärast ebamugavalt, tekitas see probleem paljudes kogukondades suurt muret. Teised kriitikud on mures, et tüvirakkude uurimine võib sattuda kloonimise valdkonda ning paljud kogukonnad on inimeste kloonimise vastu mitmel põhjusel. Enamik valitsusi on keskendunud tüvirakkude uurimist käsitlevate selgete ja arusaadavate õigusaktide loomisele, lootes kasutada nende tohutut potentsiaali ilma vaidlusi tekitamata.