El trasplante de célula madre de sangre periférica requiere remover cierto tipo de células sanguíneas (célula madre) de la sangre de la paciente. Las células madre son células inmaduras de donde se desarrollan todas las células sanguíneas. Las células madre pueden dividirse y formar más células madre (copias de sí mismas) o pueden convertirse en glóbulos rojos (eritrocitos), plaquetas, y glóbulos blancos (leucocitos).

Las células madre se sacan de la paciente, se procesan, se congelan, y se guardan antes de dar la quimioterapia de alta dosis. Una vez que termina la quimioterapia y las drogas ya no están en el cuerpo, las células madre son restituidas a la paciente a través de una vena. Las células madre saludables pueden empezar a crecer y producir todo tipo de células sanguíneas que la paciente necesita para sobrevivir.