骨髓移植是過去做異基因造血幹細胞移植時，用得最多的方法。一般供者需通過粒細胞集落刺激因子，使幹細胞有“動員”過程，再通過全麻或腰麻，採集髂骨的骨髓。一般單做骨髓移植時，採集的量較大，通常＞1000ml，這時供者需提前留取自己的血液，採集完骨髓後再回輸體內。

目前骨髓移植，一般與外周血幹細胞聯合應用，對病人骨髓幹細胞的採集數量要求明顯降低。故目前的異基因造血幹細胞移植，是骨髓移植與外周血的幹細胞一同輸注，對供者損傷相應減少。