Przeszczep komórek krwiotwórczych/szpiku jest najskuteczniejszą metodą leczenia niektórych chorób nowotworowych układu krwiotwórczego. Wcześniej należy całkowicie zniszczyć nieprawidłowo działający szpik chorego. Przetoczone dożylnie (tak jak krew) komórki dawcy zasiedlają miejsca po zniszczonym szpiku biorcy i namnażają się tworząc nową krew. Jeśli to możliwe, biorcy przetacza się również krew i płytki krwi dawcy szpiku, przez to ogranicza się komplikacje wynikające z niezgodności antygenowej.
Może się zdarzyć, że przeszczep komórek krwiotwórczych się nie przyjmie. Wtedy dawca może zostać poproszony o powtórne oddanie materiału przeszczepowego albo o oddanie limfocytów poprzez ich separację z krwi obwodowej.