Transplantace kostní dřeně je rychlý zákrok, podobně jako transfuze krve, který trvá v průměru 2 hodiny. Tato nová dřeň je bohatá na buňky zvané progenitory, které po vstupu do krevního oběhu kolují a uloží se v kostní dřeni, kde se vyvíjejí.
Pacient po léčbě, která zničí jeho vlastní dřeň, dostane zdravé buňky dřeně od dárce. Tyto buňky se po odběru od dárce zabalí do kryokonzervačního sáčku na kostní dřeň, zmrazí se a ve speciálních podmínkách (kontrolovaný termokufr s teploměrem, teplota mezi 4 °C a 20 °C) se přepraví na místo, kde se bude transplantace provádět.
Buňky podané pacientovi mohou pocházet také z jeho vlastní kostní dřeně, odebrané před léčbou a zmrazené pro pozdější použití (v případě autologní transplantace), nebo z pupečníkové krve (v případě příbuzenského dárcovství nebo použití jednotky buněk z veřejných bank pupečníkové krve).
V období, kdy tyto buňky ještě nejsou schopny produkovat dostatečné množství bílých a červených krvinek a krevních destiček, aby se udržely v normě, je pacient více vystaven infekčním epizodám a krvácení. Z tohoto důvodu zůstává v nemocnici v izolaci.