造血幹細胞移植
固形臓器移植と造血幹細胞移植の大きな違いの一つとしては臓器移植ではドナーの正常な臓器を移植することで臓器機能の回復をすることを目標としているのに対して、造血幹細胞移植の一般的な目標は骨髄のMTDを上回る大量の抗がん剤や放射線照射による治療を可能とすることと、ドナー免疫に由来するGVL（Graft versus Leukemia：移植片による抗白血病効果）やGVT（Graft versus Tumor：移植片による抗腫瘍効果）を得ることである。例外としては、再生不良性貧血における造血幹細胞移植はドナーの造血細胞による造血能回復を狙うという観点から固形臓器移植に近い。もう一つの違いとしては、固形臓器移植では患者の免疫が維持されるのに対して、造血幹細胞移植では免疫系もドナー細胞に置換される。合併症も固形臓器移植なら拒絶反応となるが造血幹細胞移植ではGVHDとなる。造血幹細胞では免疫寛容がおこり、長期的には免疫抑制剤の投与を減量していく。免疫抑制剤の投与の目的は固形臓器移植では拒絶反応の防止、造血幹細胞移植では急性GVHDの予防となるが、慢性GVHDの発症に対しては効果が証明されていない。
骨髄移植
骨髄移植を行う場合、ドナーと移植対象患者との間で、白血球の血液型であるHLAが適合しなければならない。
適合しない骨髄液を移植した場合、拒絶反応、GVHD（移植片対宿主病）が起きる。
HLA型が適合して移植が可能になる確率は、同父母の兄弟姉妹間で25％、非血縁者間では数百～数万分の1といわれている。
HLA型は両親から半分ずつ遺伝する為、通常親子間では適合しないが、全くの非血縁者よりは適合の可能性は高いとされる。
血縁者にドナーが見つからない場合は、骨髄バンクなどを介して非血縁者間移植も行われる。
かつては自己骨髄を保存しておいて使用する自家移植を行う場合もあったが、現在は後述する自己末梢血幹細胞移植（PBSCT）が主流になっている。