Coinvolge un ricevente e un donatore, familiare o no. L'obiettivo di questa tipologia di trapianto è quello di sostituire il compartimento midollare alterato del paziente con un patrimonio di cellule staminali ottenuto da un donatore sano capace di ricostituire il sistema ematopoietico e immunitario. La scomparsa totale del compartimento di cellule staminali totipotenti del paziente è realizzata per mezzo del regime di condizionamento.Il raggiungimento dell'obiettivo del trapianto allogenico necessita del superamento di una doppia barriera immunologica, la prima rappresentata dalle cellule immunocompetenti del paziente che sono responsabili del rigetto e la seconda dalle cellule immunocompetenti attive del donatore presenti nella sospensione di cellule staminali infuse, responsabili della GvHD 28 .In questo tipo di trapianto l'efficacia terapeutica è basata, oltre che sulla riduzione della mielotossicità del trattamento radio-chemioterapico, anche sulla reazione immunologica del donatore nei confronti della neoplasia, effetto noto come -graftversus-tumor‖ (GvT) o -graft versus leukemia‖ (GvL), secondo cui i linfociti T del donatore, oltre a attaccare le cellule e i tessuti sani del ricevente, riconoscono e distruggono le cellule tumorali, contribuendo così alla remissione della malattia e riducendo in maniera importante la ripresa della patologia 29 .La sostituzione del compartimento staminale del paziente con le cellule del donatore determina la convivenza nello stesso individuo del patrimonio genetico di due soggetti differenti; il ricevente in questo caso diventa genotipicamente una chimera. L'analisi molecolare permette di evidenziare il realizzarsi o meno, dopo il trapianto, di uno stato di chimerismo completo o misto 30 .