Die Anzahl der im peripheren Blut zirkulierenden Stammzellen ist normalerweise gering. Daher erhalten Spender vor der Stammzellentnahme Wachstumsfaktor-Medikamente, bekannt als Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor (G-CSF), um die Stammzellzahl zu erhöhen. Periphere Stammzellen werden mit speziellen Apherese-Geräten aus dem Blut des Spenders abgetrennt. Nach der Trennung der Stammzellen werden die restlichen Blutbestandteile dem Spender zurückgegeben. Dieser Vorgang dauert typischerweise 4-6 Stunden und muss je nach Bedarf des Patienten möglicherweise an mehreren aufeinanderfolgenden Tagen wiederholt werden. Bei autologen Transplantationen ist der Patient selbst der periphere Stammzellspender. Sobald diese gesammelten Stammzellen dem Patienten infundiert wurden, siedeln sie sich im Knochenmark an. Bei dieser Art der Transplantation beginnen das Engraftment und die anschließende Blutproduktion in der Regel früher als bei Knochenmarktransplantationen, typischerweise innerhalb von 10-20 Tagen.