造血干细胞分化的过程受到多种因素的精细调控，这些调控因子可以分为细胞内信号分子、转录因子以及微环境中的细胞外基质和旁分泌信号等。主要的关键调控因子包括：
1. 转录因子：如Runx1（也称为AML1），它是最早被发现参与造血干细胞分化的转录因子之一，对于早期造血祖细胞的形成至关重要；GATA1是另一个重要的转录因子，它在红系和巨核细胞谱系分化中起关键作用；PU.1则主要调控髓系细胞的发展。
2. 细胞内信号通路：例如Notch信号途径对维持干细胞状态及促进某些特定血细胞类型的分化有重要作用；Wnt/β-catenin信号通路对于造血干细胞的自我更新和多向潜能保持非常关键；另外，Hippo-YAP信号轴也被证明与造血干细胞的功能有关。
3. 细胞外基质（ECM）：造血干细胞所处微环境中的细胞外基质成分，如纤维连接蛋白、层粘连蛋白等，通过与细胞表面受体相互作用影响干细胞的行为。
4. 旁分泌因子：骨髓微环境中其他类型细胞分泌的生长因子和趋化因子，比如SCF（干细胞因子）、TPO（血小板生成素）等，也对造血干细胞分化有显著的影响。

这些调控机制共同作用，确保了造血系统能够正常运作，并在需要时快速响应以产生足够的各种类型的成熟血细胞。