Kantasolusiirtoja, joita kutsutaan myös luuydinsiirtoiksi, käytetään erilaisten sairauksien, kuten leukemian, lymfooman ja multippelin myelooman, hoitoon. Kantasolujen luovuttaja voi olla potilas itse, vastaava biologinen perheenjäsen tai vastaava toisiinsa liittymätön luovuttaja. Kolme ensisijaista menetelmää kantasolujen keräämiseksi ovat luuytimen poisto, perifeerisen veren afereesi ja napanuoran veren ottaminen.
Luuytimen kirurginen poistaminen kantasolujen keräämistä varten tapahtuu leikkaussalissa, jossa luovuttaja on yleisanestesiassa. Leikkauksen aikana luovuttajan luuydin uutetaan useista lonkkaluiden pistokohdista erityisellä neulalla. Noin 1 – 2 litraa (.94 – 1.89 litraa) luuydintä, joka on noin viisi prosenttia potilaan kaikista luuytimestä, kerätään. Kun luuydin on uutettu, se suodatetaan ja kaikki rasva tai luunpalat poistetaan. Luovutus kuljetetaan laboratorioon käsiteltäväksi ennen jäädyttämistä myöhempää siirtoa varten tai siirretään välittömästi vastaanottajalle.
Viime vuosina ääreisveren afereesista on tullut suosittu menetelmä kantasolujen keräämiseksi, koska se ei sisällä kirurgista toimenpidettä. Afereesiin valmistautumista varten luovuttaja saa yleensä erityislääkkeen, joka tunnetaan nimellä granulosyyttejä stimuloiva tekijä (G-CSF), useiden päivien ajan luuytimen stimuloimiseksi vapauttamaan enemmän kantasoluja verenkiertoon. Veri poistetaan sitten luovuttajalta IV: n kautta, joka on sijoitettu käsivarren suureen laskimoon tai keskilinjaan, joka on sijoitettu rintaan, kaulaan tai kainaloon. Seuraavaksi veri kulkee koneen läpi, joka erottaa kantasolut punasoluista, valkosoluista ja verihiutaleista. Tarvitsemattomat solut palautetaan sitten luovuttajalle käsivarren toisen laskimon tai keskilinjan kautta.
Napanuoran veren keräämisestä on tullut myös suosittu kantasolujen keräysmenetelmä. Tällä menetelmällä kantasolut poistetaan yksinkertaisesti vastasyntyneen napanuorasta ja istukasta synnytyksen yhteydessä. Tämän tyyppisen kantasolujen keräämisen tärkein etu on, että se ei vahingoita tai haittaa luovuttajaa, koska materiaalit olisi joka tapauksessa hävitettävä. Nämä kantasolut voidaan jäädyttää tulevaa elinsiirtoa varten, joka on jo suunniteltu tai kylmäsäilytetty odottamattomia tarpeita varten kaukaisessa tulevaisuudessa. Tämä kantasolujen keräysmenetelmä on perinteisesti varattu lapsille tai pienille aikuisille luovuttajille, koska napanuorassa ja istukassa on saatavilla vain vähän kantasoluja.