Le nombre de cellules souches circulant dans le sang périphérique est normalement faible. Par conséquent, avant la collecte de cellules souches, les donneurs reçoivent des médicaments facteurs de croissance, connus sous le nom de facteur de stimulation des colonies de granulocytes (G-CSF), pour augmenter le nombre de cellules souches. Les cellules souches périphériques sont séparées du sang du donneur à l'aide d'équipements d'aphérèse spécialisés. Après la séparation des cellules souches, les composants sanguins restants sont restitués au donneur. Cette procédure dure généralement de 4 à 6 heures et peut devoir être répétée pendant plusieurs jours consécutifs, en fonction des besoins du patient. Dans les greffes autologues, le patient lui-même est le donneur de cellules souches périphériques. Une fois infusées chez le patient, ces cellules souches collectées s'implantent dans la moelle osseuse. Dans ce type de greffe, la prise de greffe (engraftment) et la production sanguine ultérieure commencent généralement plus tôt qu'avec les greffes de moelle osseuse, typiquement en 10 à 20 jours.