También se llama trasplante de médula ósea. Es un procedimiento por el que un paciente recibe células madre (células formadoras de sangre) sanas para reemplazar sus propias células madre destruidas por enfermedad, radioterapia o dosis altas de quimioterapia. Las células madre sanas se obtienen de la médula ósea del paciente o de un donante emparentado o no emparentado. Un TMO puede ser autógeno (se usan las células madre de la médula del propio paciente que se recolectan y almacenan antes del tratamiento), alogénico (se usan las células madre de un donante emparentado o no emparentado) o singénico (se usan las células madre donadas por un gemelo).