การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดหรือที่รู้จักกันว่าการปลูกถ่ายไขกระดูกใช้ในการรักษาโรคต่าง ๆ รวมถึงโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวมะเร็งต่อมน้ำเหลืองและ myeloma หลาย ผู้บริจาคสเต็มเซลล์สามารถเป็นผู้ป่วยเองได้สมาชิกในครอบครัวชีวภาพหรือผู้บริจาคที่ไม่เกี่ยวข้อง วิธีการหลักสามวิธีสำหรับการเก็บเซลล์ต้นกำเนิดคือการสกัดไขกระดูก, การไหลเวียนโลหิตรอบนอกและการเก็บเลือดจากสายสะดือ
การผ่าตัดไขกระดูกเพื่อรวบรวมเซลล์ต้นกำเนิดในห้องผ่าตัดที่ผู้บริจาคอยู่ภายใต้การดมยาสลบ ในระหว่างการผ่าตัดไขกระดูกของผู้บริจาคจะถูกสกัดออกมาจากบริเวณที่เจาะหลายแห่งในสะโพกโดยใช้เข็มพิเศษ ประมาณ 1 ถึง 2 ควอร์ต (0.94 ถึง 1.89 ลิตร) ไขกระดูกซึ่งเป็นตัวแทนประมาณห้าเปอร์เซ็นต์ของไขกระดูกทั้งหมดของผู้ป่วย หลังจากสกัดไขกระดูกแล้วจะถูกกรองและขจัดไขมันหรือเศษกระดูกออก การบริจาคจะถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อดำเนินการก่อนที่จะถูกนำไปแช่แข็งเพื่อทำการปลูกถ่ายในภายหลังหรือย้ายไปยังผู้รับทันที
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา apheresis เลือดได้กลายเป็นวิธีที่นิยมสำหรับการเก็บเซลล์ต้นกำเนิดเนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับการผ่าตัด เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการ apheresis ผู้บริจาคมักจะได้รับยาพิเศษหรือที่เรียกว่า granulocyte stimulating factor (G-CSF) เป็นเวลาหลายวันเพื่อกระตุ้นไขกระดูกให้ปล่อยเซลล์ต้นกำเนิดเข้าสู่กระแสเลือดมากขึ้น เลือดจะถูกลบออกจากผู้บริจาคผ่าน IV ที่วางไว้ในหลอดเลือดดำขนาดใหญ่ที่แขนหรือเส้นกลางวางไว้ในหน้าอก, คอ, หรือใต้แขน เลือดถัดไปจะผ่านเครื่องที่แยกสเต็มเซลล์ออกจากเซลล์เม็ดเลือดแดงเซลล์สีขาวและเกล็ดเลือด เซลล์ที่ไม่ต้องการจะถูกส่งกลับไปยังผู้บริจาคผ่านหลอดเลือดดำที่แขนหรือผ่านเส้นกลาง
การเก็บเลือดจากสายสะดือก็เป็นวิธีการเก็บเซลล์ต้นกำเนิดที่ได้รับความนิยมเช่นกัน ด้วยวิธีนี้เซลล์ต้นกำเนิดจะถูกลบออกจากสายสะดือและรกของทารกแรกเกิดที่คลอด ข้อได้เปรียบหลักของการเก็บสเต็มเซลล์ประเภทนี้คือไม่ทำให้ผู้บริจาคบาดเจ็บหรือความไม่สะดวกเนื่องจากวัสดุจะถูกทิ้งไปแล้ว เซลล์ต้นกำเนิดเหล่านี้สามารถถูกแช่แข็งสำหรับการปลูกถ่ายที่กำลังจะเกิดขึ้นซึ่งได้รับการกำหนดหรือแช่แข็งสำหรับความต้องการที่ไม่คาดฝันในอนาคตอันห่างไกล วิธีการเก็บสเต็มเซลล์นี้เป็นวิธีดั้งเดิมที่สงวนไว้สำหรับผู้ที่บริจาคให้กับเด็กหรือผู้ใหญ่ขนาดเล็กเนื่องจากมีจำนวน จำกัด ของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีอยู่ในสายสะดือและรก
