干细胞和邻近细胞的记忆机制控制着组织和器官的再生。一些低级生物器官具有很强的再生能力，如壁虎尾巴、蟹脚等。甚至蚯蚓和水螅都有变态的再生能力。人体器官大多是高度分化的，再生能力无法和那些低级生物相比。只有肝脏比较强壮，其他像皮肤、黏膜等修复能力有限。器官再生需要新细胞。同一物种不同组织器官的再生通常使用不同来源的细胞，而不同物种同一器官的再生有时相似，有时不同。在正常的生理和病理条件下，再生所需的细胞可分为三类:去分化、转分化和成体干细胞。然而，去分化主要发生在肢体再生中。在蝾螈肢体再生的研究中，发现蝾螈残端多核肌纤维细胞的细胞核会增大，然后解体成单核成肌细胞。这些成肌细胞是断肢芽基再生的前体细胞，可以重新进入细胞周期，具有活跃的分化潜能。