O número de células-tronco circulando no sangue periférico é normalmente baixo. Portanto, antes da coleta de células-tronco, os doadores recebem medicamentos de fator de crescimento, conhecidos como fator estimulador de colônias de granulócitos (G-CSF), para aumentar a contagem de células-tronco. As células-tronco periféricas são separadas do sangue do doador usando equipamentos de aférese especializados. Após a separação das células-tronco, os componentes sanguíneos restantes são devolvidos ao doador. Este procedimento geralmente dura de 4 a 6 horas e pode precisar ser repetido por vários dias consecutivos, dependendo das necessidades do paciente. Em transplantes autólogos, o próprio paciente serve como doador de células-tronco periféricas. Uma vez infundidas no paciente, essas células-tronco coletadas se enxertam na medula óssea. Nesse tipo de transplante, o enxerto (engraftment) e a subsequente produção de sangue geralmente começam mais cedo do que nos transplantes de medula óssea, tipicamente dentro de 10 a 20 dias.