Kök hücreler bir daha geri dönüşümü olmayacak şekilde farklılaşabilme yeteneğine sahip hücrelerdir. Tüm kan hücreleri kemik iliğindeki tek bir hücreden gelişmiştir. Bunlara pluripotent kök hücreler denir. Bunlar lenfoid ve myeloid hücreleri oluştururlar. Myeloid hücreler kemik iliğinde gelişerek eritrosit, granülosit, monosit ve megakaryosit oluştururken; lenfoid hücreler dalak ve timusa göç ederek lenfositleri oluşturur.

Progenitör hücreler bölünerek hem yeni progenitör hücreleri, hem de öncül hücreleri oluştururlar. Öncül hücreler sadece tek tip hücreye farklılaşabilirler.

Hematopoezin olabilmesi için, uygun mikroçevre ve büyüme faktörleri gerekir. Eğer farklılaşmamış hücrelerin çoğalması uyarılır ya da baskılanırsa hematopoetik hücreler aşırı artar ya da azalır. Bu da hematopoetik hastalıklara yol açar.

Hematopoezin olduğu yer kemik iliğidir. Kırmızı kemik iliği, kan hücreleri ve bunları yapan hücreleri renginden dolayı bu adı almıştır. Sarı kemik iliği ise yağ hücreleri yönünden zengindir. Yeni doğanda tüm kemik iliği kırmızı iliktir, yaşlandıkça sarı ilik artar. Hipokside ve kanamada sarı ilik tekrar kırmızı iliğe dönüşebilir. Kırmızı iliğin görevi; kan hücrelerini üretmenin yanında, eritrositlerin makrofajlarca yıkılmasıyla hemoglobinden ayrılan demirin depolanmasıdır.