A kutatások kimutatták, hogy a rákos sejtek nem mind egyformák. Egy rosszindulatú daganaton belül vagy egy leukémia keringő rákos sejtjei között többféle sejttípus is előfordulhat. A rák őssejtelmélete azt javasolja, hogy a rákos sejtek közül néhányan őssejtként működnek, amelyek szaporodnak és fenntartják a rákot, hasonlóan ahhoz, ahogy a normális őssejtek általában megújítják és fenntartják szerveinket és szöveteinket. E nézet szerint azok a rákos sejtek, amelyek nem őssejtek, problémákat okozhatnak, de hosszú távon nem képesek fenntartani a szervezetünket érő támadást.
Az elképzelésnek, hogy a rákot elsősorban az őssejtek kisebb populációja hajtja, fontos következményei vannak. Például számos új rákellenes terápiát aszerint értékelnek, hogy képesek-e zsugorítani a daganatot, de ha a terápiák nem pusztítják el a rák őssejtjeit, akkor a daganat hamarosan visszanő (gyakran a korábban alkalmazott terápiával szembeni bosszantó ellenállással). Egy analógia lenne egy gyomirtási technika, amelyet az alapján értékelnek, hogy milyen mélyre tudják vágni a gyomnövények szárát – de nem számít, milyen mélyre vágják a heteket, ha a gyökereket nem szedik ki, a gyomok egyszerűen visszanőnek.
Egy másik fontos következmény, hogy a rákos őssejtek azok, amelyek metasztázisokat hoznak létre (amikor a rák a test egyik részéből a másikba vándorol), és a rákos sejtek rezervoárjaként is működhetnek, amelyek a műtét, a sugárkezelés vagy a kemoterápia után, miután a rák minden észlelhető jelét megszüntette, visszaesést okozhatnak.
A rákos őssejt elmélet egyik eleme a rák kialakulásának módjára vonatkozik. Ahhoz, hogy egy sejt rákossá váljon, jelentős számú lényeges változáson kell átesnie a sejtet szabályozó DNS-szekvenciákban. A hagyományos rákelmélet szerint a szervezet bármely sejtje áteshet ezeken a változásokon, és rákkeltővé válhat. A Ludwig Központ kutatói azonban megfigyelték, hogy a normális őssejtjeink az egyetlen olyan sejtek, amelyek önmagukat szaporítják, és ezért elég hosszú ideig vannak jelen ahhoz, hogy felhalmozzák a rák kialakulásához szükséges változásokat. Az elmélet szerint tehát a rákos őssejtek a normális őssejtekből vagy a normális őssejtek által termelt prekurzor sejtekből keletkeznek.
A rákos őssejt elmélet másik fontos következménye tehát az, hogy a rákos őssejtek szoros rokonságban állnak a normál őssejtekkel, és a normál őssejtek számos viselkedésmódjában és jellemzőjében osztoznak. A rákos őssejtek által termelt egyéb rákos sejteknek számos olyan szabályt kell követniük, amelyeket a normál szövetekben a leánysejteknél megfigyeltek. Egyes kutatók szerint a rákos sejtek olyanok, mint a normális sejtek karikatúrája: sok olyan tulajdonságot mutatnak, mint a normális szövetek, de torzított formában. Ha ez igaz, akkor a normál őssejtekről szerzett ismereteinket felhasználhatjuk a rákos őssejtek és az általuk termelt rosszindulatú sejtek azonosítására és megtámadására. Az egyik legújabb siker, amely ezt a megközelítést illusztrálja, a CD47-ellenes terápiával kapcsolatos kutatás.