Hücre terapisinin ardında yatan kuram birkaç yüzyıldır mevcuttur. Hücre terapisi kavramına ilişkin kaydedilen ilk tartışmaya Alman-İsveçli hekim ve simyacı Phillippus Aureolus Paracelsus (1493–1541), tarafından yazılan Der grossen Wundartzney (Büyük Cerrahi Kitabı, 1536) adlı kitapta rastlanmıştır: ‘‘Kalp kalbi iyileştirir, akciğer akciğeri, dalak dalağı, benzer benzeri iyileştirir.’’ Paracelsus ve çağdaşlarının çoğu bir hastalığı iyileştirmenin en iyi yolunun hastayı eski haline getirmek için canlı bir doku kullanmak olduğunda hemfikirdir. 1667’de XIV. Louis’in sarayındaki bir laboratuvarda, Jean-Baptiste Denis (1640–1704) bir danadan ruhsal hastalığı bulunan birine kan nakletmiştir. Kan nakli aslında hücre terapisinin bir biçimi olduğundan, bahsedilen olay bu işlemin belgelendirildiği ilk vaka olarak görülebilir. Buna karşın kan nakli dışında kaydedilen ilk hücresel terapi girişimi 1912 yılında Alman hekimlerin hipotiroidi ya da az çalışan tiroit bezi olan çocukları tiroit hücreleriyle tedavi etme çabasıdır.
1931 yılında, İsviçreli hekim Paul Niehans (1882–1971) son derece tesadüfi olarak "hücre terapisinin babası” olarak bilinir hale geldi. Bir meslektaşının neden olduğu cerrahi kaza sonrası, Niehans hastanın ciddi şekilde zarar gören paratiroit bezleri yerine bir öküzün bezlerini nakletmeyi deneyecekti. Nakil gerçekleşmeden önce hasta fenalaşmaya başlayınca Niehans öküzün paratroit bezlerini ince dilimler halinde doğramaya, parçaları bir tuz solüsyonu ile karıştırmaya ve bunları ölmekte olan hastaya enjekte etmeye karar verdi. Hasta hızla iyileşmeye başladı ve 30 yıl daha yaşadı.
Alternatif tıp uygulayıcılarının kullandığı anlamdaki hücre terapisi, devlet destekli laboratuvarlarda geleneksel eğitim almış bilim adamlarının yürüttüğü kök hücre araştırmalarından epey farklıdır. Embriyonik kök hücreler kas, sinir, deri hücresi gibi belli hücre tiplerine dönüşmeden (özelleşmeden) önce bir embriyodan alınırlar. Laboratuvar deney tüplerinde ve hayvan deneylerinde, kök hücreler üzerinde çalışılarak hücrelerin hasar görmüş organlardaki farklılaşmış hücrelerin yerlerini almaları için belli hücre tiplerine dönüşmeleri sağlanabilir. Örneğin, 2008 yılının başlarında Florida’daki Miami Üniversitesi’nde yer alan Diyabet Araştırmaları Enstitüsü embriyonik kök hücreleri insülin-üreten hücrelere dönüştürmeyi ve bunları farelerde insüline bağlı diyabeti iyileştirmede kullanmayı başarmıştır. Embriyonik kök hücreler çok sayıda hastalık ve bozukluğu iyileştirme potansiyeline sahiptir ancak 2008’den bu yana gelişimi genellikle deney tüpleri ve hayvanlar üzerinde araştırma aşamasında kalmıştır. Kök hücrelerin toplanması için embriyoların yok edilmesi üzerine ortaya çıkan etik sorunlar nedeniyle A.B.D'deki Bush yönetimi insan kök hücresi araştırmalarına sınırlamalar getirmiştir. 2008’den bu yana hücre araştırmaları özellikle Tayland, Güney Kore ve Çin gibi insan kök hücresi elde etme deneyleri için daha az sınırlamaların olduğu ülkelere taşınmıştır.
Alternatif tıp uygulayıcılarının çoğunlukla uyguladıkları şekliyle hücre terapisi "benzer benzeri iyileştirir” kuramını izler ve yetişkinlerde, uygulayıcının iyileştirmeye çalıştığı organdaki bütünüyle dönüşmüş hücreleri kullanır. Hücrelerin insandan alındığı gibi hayvanlardan alınması da muhtemeldir. Bu tür bir hücre terapisi uygulayıcısı dönüştürülmüş hücrelerin hasta insanın vücuduna enjekte edilmesiyle, vücudun bu hücreleri iyileştirilecek organın bölgesine taşıdığı ve enjekte edilen hücrelerin organı iyileştirdiğine inanmaktadır. Bu kuram, insan bağışıklık sisteminin yabancı hücrelere saldırıp onları yok etmesi hakkında kabul edilen bulgulara meydan okumaktadır.