Transplantul de măduvă osoasă este posibil în două moduri. În transplantul autolog, măduva osoasă a pacientului este transplantată. În transplantul alogen de măduvă osoasă, măduva osoasă este preluată de la un alt donator. Înainte de transplant, pacientul primește chimioterapie și, în unele boli, radioterapie pe lângă chimioterapie. În acest stadiu, cunoscut sub numele de regim de condiționare, sistemul imunitar este suprimat, celulele canceroase sunt distruse, iar măduva osoasă este pregătită pentru noi celule stem.