干细胞是位于骨髓或外周血中的独特细胞，可以发育成红细胞、白细胞和血小板。

放射治疗和化疗等癌症治疗的目标是破坏癌细胞。遗憾的是，骨髓和其它健康细胞在此过程中受损。异基因干细胞移植为癌症患者在癌症治疗后提供来自其他供者的健康干细胞。

最好的干细胞供者是组织类型与患者尽可能紧密匹配的兄弟姐妹。组织类型通过称为人类白细胞抗原的白细胞上的成对遗传标志物鉴定。每对中的一个遗传自母亲和父亲。供者和患者的标志物匹配越接近，异基因干细胞移植就越有可能成功。

对于没有家庭成员具有匹配组织的患者，可以通过骨髓登记寻找供者。

一旦确定合适的供者，就可以通过一种简单的非手术程序（即单采）从供者血液中获取干细胞。在此过程中，患者在采集前几天会服用药物，以动员干细胞离开骨髓进入血液。然后从一只手臂中抽出血液，并通过单采机或细胞分离机进行循环，然后从中取出干细胞。剩余的血液成分通过另一只手臂中的导管返回体内。干细胞通过中心导管回输或移植回体内。

在移植物进入或植入并开始生成健康的新血细胞之前需要2至3周时间。

当患者（宿主）的身体被供者的细胞识别为异物时，可能发生移植物抗宿主病。为预防移植物抗宿主病和移植物排斥反应，通常在移植后的头3至6个月内给予患者药物。