A method for differentiating stem cells into vascular cells, including adhering the stem cells to a culture plate with a surface having a hydrophobic property or on which a growth factor is immobilized, and culturing the cells. The cultured stem cells later detach from the culture plate as their density increases to form a three-dimensional cell cluster and differentiate into vascular cells. The cell cluster can be used as a cell therapy agent for angiogenesis.본 발명은 줄기세포를 3차원 세포집합체(cell cluster) 형태로 배양하여 혈관세포로 분화시키는 방법 및 생체 내 혈관신생을 위한 상기 3차원 세포집합체의 용도에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 1) 줄기세포를 표면이 소수성을 띠는 배양용기 혹은 성장인자가 고정화된 배양용기에 접착시켜 배양하는 단계; 2) 배양된 줄기세포의 밀도가 증가함에 따라 줄기세포가 배양용기로부터 탈착되어 3차원 세포집합체를 형성하는 단계; 및 3) 3차원 세포집합체 형태로 증식하면서 줄기세포가 혈관세포로 분화되는 단계를 포함하는, 줄기세포를 혈관세포로 분화시키는 방법 및 상기 방법에 의해 줄기세포로부터 분화된 혈관세포로 구성된 3차원 세포집합체를 혈관신생을 위한 세포치료제로 사용하는 용도에 관한 것이다.