Les chercheurs pensent que les lignées cellulaires pourraient permettre de soigner un certain nombre de maladies.
Or, en l’état actuel des connaissances, il existe deux possibilités pour obtenir ces cellules destinées à la recherche : d’abord celle issue des embryons congelés surnuméraires d’un couple qui a réalisé son désir d’enfant et qui ne souhaite plus utiliser ces embryons. Les chercheurs français peuvent aujourd’hui les utiliser pour la recherche grâce à un moratoire de cinq ans.
Ensuite, le clonage thérapeutique (on préfère aujourd’hui le terme de « transfert nucléaire »), qui vise à soigner et non pas à faire naître un enfant. Même si les méthodes employées au départ sont les mêmes : on prélève un ovule, on enlève son noyau contenant les gènes, et on le remplace par le noyau d’une cellule prise sur un individu donneur.
L’œuf ainsi reconstruit n’a que les gènes du donneur (ou de la donneuse). On le cultive jusqu’à ce qu’il devienne un embryon précoce d’une centaine de cellules. C’est à ce stade que divergent les chemins du clonage thérapeutique et reproductif.
Dans le premier cas, on prélève les cellules souches de l’embryon et on les met en culture. Dans le second cas, on réimplanterait l’embryon sur une mère porteuse pour faire naître un bébé cloné. 


Le texte adopté en 2004 interdit formellement les deux formes de clonage et punit de sept ans d’emprisonnement et de 1 million d’euros les personnes effectuant un clonage humain à caractère thérapeutique.
Or, une très large majorité de scientifiques s’était exprimée en sa faveur, à l’exception, entre autres, du généticien Axel Kahn. 

Cette interdiction a fait et fera probablement couler beaucoup d’encre et sera au cœur du débat de la révision de la loi, de nombreux chercheurs s’inquiétant de l’immobilisme dans lequel cette interdiction plonge la recherche française.

La médecine régénératrice reposant sur les cellules souches, et en particulier les cellules souches embryonnaires, serait indiquée dans toutes les maladies dégénératives, ou dans la réparation de lésions, ou encore dans la reconstitution d’organes abîmés par des traitements. 

Par exemple, renforcer les fonctions d’un cœur affaibli par un infarctus du myocarde, remplacer des neurones en voie de dégénérescence comme dans la maladie de Parkinson ou la chorée de Huntington.

Les cellules souches embryonnaires pourraient aussi être à l’origine des cellules souches réparatrices du sang, et remplacer dans l’avenir les greffes de moelle ou les greffes de cellules de sang de cordon.

On pourrait également envisager de fabriquer de la peau pour couvrir des brûlures, ou de l’os pour compenser des pertes osseuses après chirurgie pour tumeur ou accident grave. Dans les maladies du foie, on espère être capables de repeupler des foies malades par des populations de cellules saines.

La principale application du clonage thérapeutique concerne les techniques des greffes. Des cellules d’embryons issus d’avortements ont déjà été greffées sur l’homme, notamment pour traiter des patients atteints de la maladie de Parkinson. Mais ces cellules, reconnues comme étrangères, sont souvent rejetées par le système immunitaire des malades.
Le clonage thérapeutique consisterait à obtenir des tissus, voire des organes, par clonage de cellules prélevées chez le patient. 
Ainsi, plus besoin d’attendre le décès d’un donneur : les greffons seraient produits à volonté, et, issus des propres cellules du receveur, auraient très peu de chances d’être rejetés.