Luuydinsiirto on nopea toimenpide, kuten verensiirto, joka kestää keskimäärin kaksi tuntia. Tässä uudessa luuytimessä on runsaasti soluja, joita kutsutaan kantasoluiksi, jotka verenkierron jälkeen kiertävät ja jäävät luuytimeen, jossa ne kehittyvät.
Potilas saa luovuttajalta terveitä luuytimen soluja sen jälkeen, kun hänelle on tehty hoito, joka tuhoaa hänen oman luuytimensä. Luovuttajalta kerätyt solut pakataan luuytimen kryosäilytyspussiin, pakastetaan ja kuljetetaan erityisolosuhteissa (valvotussa lämpölaatikossa, jossa on lämpömittari ja jonka lämpötila vaihtelee 4 ja 20 celsiusasteen välillä) paikkaan, jossa elinsiirto tehdään.
Potilaalle infusoidut solut voivat olla peräisin myös hänen omasta luuytimestään, joka on poistettu ennen hoitoa ja jäädytetty myöhempää käyttöä varten (jos kyseessä on autologinen elinsiirto), tai napanuoraverestä (jos kyseessä on sukulaisluovutus tai julkisen napanuoraveripankin soluyksikön käyttö).
Aikana, jolloin nämä solut eivät vielä pysty tuottamaan riittävästi valkosoluja, punasoluja ja verihiutaleita pitääkseen verenkierron normaalina, potilas on alttiimpi infektiokohtauksille ja verenvuodoille. Tästä syystä hän on edelleen sairaalassa eristyksissä.