O objetivo do transplante autólogo de células-tronco é facilitar a recuperação do sistema hematopoiético após um tratamento de câncer de alta dose. Embora a quimioterapia ou radioterapia intensivas sejam necessárias para alguns tipos de câncer, esses tratamentos podem danificar gravemente as células-tronco saudáveis e o sistema imunológico do paciente. Para mitigar esse risco, as próprias células-tronco (autólogas) do paciente são coletadas e criopreservadas antes do início do tratamento de alta dose. Após a conclusão do tratamento intensivo, essas células-tronco armazenadas são reinfundidas no paciente; esse processo é geralmente conhecido como resgate de células-tronco. Este procedimento é comumente usado para tratar doenças como linfoma, mieloma múltiplo em adultos e alguns tumores sólidos em crianças. Uma vantagem significativa do transplante autólogo é o risco extremamente baixo de rejeição do enxerto ou doença do enxerto contra o hospedeiro (GVHD), pois o paciente recebe suas próprias células. Consequentemente, o transplante autólogo de células-tronco é geralmente considerado mais seguro do que os transplantes alogênicos.