Otolog kök hücre naklinin amacı, yüksek doz kanser tedavisinin ardından kan yapıcı sistemin (hematopoietik sistem) iyileşmesini sağlamaktır. Bazı kanser türlerinde yoğun kemoterapi veya radyoterapi gerekli olmakla birlikte, bu tedaviler hastanın sağlıklı kök hücrelerine ve bağışıklık sistemine ciddi şekilde zarar verebilir. Bu riski azaltmak için, yüksek doz tedaviye başlamadan önce hastanın kendi (otolog) kök hücreleri toplanır ve dondurularak saklanır. Yoğun tedavi tamamlandıktan sonra, saklanan bu kök hücreler hastaya geri verilir; bu sürece genellikle kök hücre kurtarma denir. Bu işlem genellikle lenfoma, yetişkinlerde multipl miyelom ve çocuklarda bazı solid tümörler gibi hastalıkları tedavi etmek için kullanılır. Otolog naklin önemli bir avantajı, hastanın kendi hücrelerini alması nedeniyle greft reddi veya greft-versus-host hastalığı (GVHD) riskinin son derece düşük olmasıdır. Sonuç olarak, otolog kök hücre nakli, allojenik nakillere göre genellikle daha güvenli kabul edilir.