Il trapianto di midollo osseo o di cellule staminali emopoietiche ha lo scopo di sostituire il midollo osseo originale malato con quello sano e, in questo modo, far sì che la persona malata guarisca completamente o, quanto meno, possa tenere la malattia sotto controllo a lungo. Il trapianto, in genere, è preceduto da alte dosi di chemioterapia e radioterapia, entrambe effettuate allo scopo di eliminare le cellule tumorali e distruggere il midollo osseo. Il trapianto allogenico (cellule trapiantate provenienti da un donatore) induce risposte cliniche prolungate accompagnate, in una parte dei pazienti, ad una negativizzazione della malattia residua, grazie ad un effetto immunomediato. Tuttavia, ci possono essere conseguenze negative dovute alle complicazioni infettive ed alla reazione delle cellule trapiantate contro l'organismo ospite: i globuli bianchi del donatore attaccano e distruggono le cellule del malato. Per prevenire questa complicazione, prima del trapianto si somministrano al paziente farmaci che sopprimono l'attività del sistema immunitario; oppure le cellule staminali donate possono essere trattate in modo da rimuovere i globuli bianchi che causano il disturbo, con una tecnica nota come deplezione delle cellule T.