전통적인 암발생이론에 따르면 4-5 개의 oncogene 또는 tumor suppressor genes의 돌연변이가 특정 세포에 축적되면서, 그 세포는 암세포로 변해간다. 그 세포는 돌연변이를 축적하면서, 탈분화(dedifferentiation)과정을 겪고, 미분화세포로 된다. 이러한 미분화세포는 종양의 성장을 주도하며, 타장기로 전이(metastasis)를 하게 된다. 하지만, 타장기로 전이된 종양조직을 관찰하였을 때, 미분화된 세포뿐만 아니라, 분화가 잘 되어진 세포를 함께 관찰할 수 있기 때문에 전통적인 암발생이론으로는 설명할 수 없게 되고, 새로운 암줄기세포 이론이 등장하게 되었다.

암줄기세포는 줄기세포의 기본적인 특성인 자가증식(self-renewal)을 할 수 있고, 종양형성능이 없는 분화된 딸세포(daughter cells)을 생성할 수 있는 능력을 가지고 있다. 이러한 특성을 가진 암줄기세포가, 타장기로 전이할 수 있으며, 항암제 저항성(chemo-resistance)와 방사선 저항성(radio-resistance)를 가지고 있으므로 임상적 치료의 중요한 타겟으로 인식되고 있다.