Il trapianto di cellule staminali può essere effettuato da solo o insieme a quello di midollo osseo. Le cellule staminali possono essere prelevate dal sangue, o dal midollo osseo, dello stesso malato (trapianto autologo) al quale saranno re-infuse o da un donatore sano compatibile, ad esempio, da un fratello, una sorella, un genitore o da una persona estranea alla famiglia del malato che, però, abbia lo stesso tipo di tessuto del ricevente (trapianto allogenico). In genere, il candidato migliore per la donazione è un fratello o una sorella.