על מנת ליצור תאי גזע עובריים, מרוקנים ביצית מהחומר הגנטי שהיא נושאת, ומזריקים לתוכה חומר גנטי מתא רגיל. בשלב הבא הביצית עוברת חלוקה, עד הגעה לשלב "בּלַסְטוֹצִיט". הבלסטוציט הוא צֵבֵר של כמה מאות תאים, שעדיין לא רכשו תכונות ספציפיות לאיבר או לרקמה מסוימים – ואלה הם תאי הגזע.
לתאים האלה יש פוטנציאל מחקרי ורפואי עצום, אבל השימוש בהם שנוי-במחלוקת ממספר סיבות: יש הטוענים שצבר תאי הגזע הוא בעצם עובר צעיר. יש החוששים מהאפשרות (התאורטית עדיין) שהתקדמות בחקר תאי הגזע תוביל, בסופו של דבר, לשיבוט אדם. בנוסף, התהליך מחייב שימוש בביציות, ולכן פותח פתח לניצול נשים ולסחר בביציות.
החוק בארץ אוסר יצירת עובר אדם באמצעות שיבוט, אולם מתיר מחקרים העוסקים בתאי גזע אנושיים, ושיבוט לצרכים רפואיים. ישראל נחשבת לאחד המרכזים העולמיים בתחום השיבוט של תאי גזע עובריים למחקר, והגיעה להישגים בתחום.