先从患者自身采取缓解期或造血功能未受累的造血干细胞体外保存，然后给予患者根治剂量的化疗和放疗，再将保留的造血干细胞按输血的方式通过静脉回输给患者本人，以促进患者造血及免疫功能的恢复根治恶性肿瘤。在患者接受大剂量化、放疗后，把体外保存的造血干细胞回输给自身，可以重建造血及免疫功能。其优点是造血干细胞来源于自身，不发生移植物抗宿主反应，移植并发症少，年龄选择宽，尤其适合于实体癌症。缺点是病变累及骨髓的疾病接受自体造血干细胞移植，较容易复发。因为在采集自身造血干细胞时，极有可能混入少量甚至个别的癌细胞，回输入人体后有导致癌症移植后复发的可能。
由于异基因造血干细胞移植的供者来源有限，并发症较多，费用高昂，所以自体造血干细胞移植在国内外开展日益广泛。它已经成为一种成熟的治疗手段，为根治恶性肿瘤提供了途径。
与异体造血干细胞移植比较，自体造血干细胞移植相对安全系数高，危及生命的并发症较少。大多数可能发现的并发症能够被预防和治疗。
自体造血干细胞移植的主要缺点是复发率高，其原因一方面是缺乏移植物抗白血病效应，另一方面是因为回输的移植物中可能残留有癌细胞。在白血病和有骨髓转移瘤侵犯的实体瘤的治疗上，体外净化移植物中残留癌细胞在自体移植应用中的价值目前虽有争论，但从理论上讲，它对治疗具有一定的意义。关键在于所采用的净化方法是否确切有效。
体外净化就是利用造血细胞与癌细胞的差异，采用各种方法，或清除其中癌细胞或挑选其中的造血干细胞，避免将癌细胞再次回输到体内，并保证有足够量的造血干细胞以满足造血及免疫功能重建的需要。将造血干细胞通过静脉输注给患者，其中造血干细胞经循环血进入骨髓的造血微环境，造血干细胞就可以不断分化、增殖，重新产生各种白细胞、红细胞和血小板，从而产生各种功能，达到人体在普通环境的生活需要。
