Trata-se de um autotransplante, em que é utilizada a própria medula do paciente, sendo o procedimento atualmente mais utilizado do que o transplante alogênico (quando a medula é de um doador). A medula óssea é o que muitos chamam de tutano, tecido presente no interior de vários dos ossos do corpo humano. A medula é responsável pela produção dos componentes celulares do sangue: hemácias, leucócitos e plaquetas. As funções dessas células são variadas. A hemácias transportam o oxigênio, os leucócitos fazem a defesa contra microorganismos invasores e as plaquetas colaboram para impedir sangramentos em nosso corpo. O transplante autólogo é um procedimento complementar à quimioterapia, utilizado em casos específicos de câncer em que as chances de cura ou controle com longos períodos de quimioterapia são grandes. O transplante autólogo, assim como o alogênico, se assemelha mais a uma transfusão de sangue do que uma cirurgia propriamente dita. Antes de ser iniciado o tratamento de quimioterapia, o paciente recebe um medicamento para estimular sua medula e amplia a quantidade de células-tronco circulando em seu sangue. O procedimento é repetido inúmeras vezes, até que a quantidade de células seja suficiente para a recuperação do paciente. O processo chama-se aférese. As células obtidas são infundidas então no paciente no dia seguinte após o fim do tratamento de quimioterapia. A conservação das células colhidas é de fundamental importância, o material colhido é congelado e mantido em um freezer ou em nitrogênio líquido até a data do transplante.