Yleisin luuydinsiirtomenetelmä on autologinen luuydinsiirto. Tämän tyyppisellä siirrolla potilas toimii omana luuytimen luovuttajana. Autologinen elinsiirto voidaan suorittaa myös käyttämällä potilaan perifeerisen veren kantasoluja. Tämä vaihtoehto tunnetaan autologisena perifeerisen veren kantasolusiirtona tai autologisena kantasolusiirtona. Termiä luuydinsiirto ja kantasolusiirto käytetään usein keskenään.
Autologisella luuydinsiirtomenetelmällä potilaan luu on ensin kerättävä. Kun luuydin on luiden keskellä, potilasta rauhoitetaan yleis- tai alueanestesiassa. Leikkauksen aikana lääkäri pistää neuloja lantion luuhun tai rintalastalle luuytimen poistamiseksi. Korjattu luuydin käsitellään sitten veren tai luunpalan poistamiseksi.
Toisin kuin autologinen luuydinsiirto, autologinen kantasolusiirto ei sisällä leikkausta. Kantasolut kerätään verenkierrosta afereesiksi kutsutun prosessin kautta, joka tunnetaan myös nimellä leukafereesi. Afereesiin valmistautumista varten potilaalle annetaan granulosyyttien pesäkkeitä stimuloiva tekijä (G-CSF), joka stimuloi luuytimen vapauttamaan enemmän kantasoluja verenkiertoon neljästä viiteen päivään. Potilaan veri poistetaan sitten käsivarren suuren suonen tai keskikokoisen katetrin, putken kautta, joka asetetaan kaulaan, rintaan tai nivusiin. Potilaan verta käsitellään seuraavaksi koneella, joka suodattaa pois kantasolut ja palauttaa veren potilaalle.
Sekä kerätty luuydin että perifeerisen veren kantasolut voidaan säilyttää ja jäädyttää käyttämällä kylmäsäilytystekniikkaa. Potilaalle tehdään sitten valmisteleva tai hoitava hoito, joka koostuu kemoterapiasta ja harvemmin säteilystä. Siirron valmistelun tarkoituksena on poistaa sairaat solut kokonaan potilaan kehosta. Tämän prosessin aikana myös muita soluja eliminoidaan, toivottavasti mahdollistamalla siirrettyjen luuytimen tai kantasolujen luoda parannettu immuunijärjestelmä, joka tarjoaa tehokkaan hoidon potilaan tautia vastaan.
Varsinaisen autologisen luuydinsiirtomenettelyn aikana sekä autologisen kantasolusiirron aikana kerätyt ja käsitellyt solut siirretään takaisin potilaaseen keskuslaskimokatetrin kautta. Sitten solut kulkevat verenkierron läpi luiden sisällä oleviin tiloihin, joissa ne luovat uuden luuytimen. Koska elimistössä ei ole vaaraa hylätä omia solujaan, autologista elinsiirtoa pidetään turvallisempana ja siitä on tullut yleisempi kuin allogeeniset luuydinsiirrot, joissa käytetään luuydintä tai luovuttajan kantasoluja. Autologisia luuytimen tai kantasolujen siirtoja voidaan määrätä minkä tahansa sairauden hoitoon, mukaan lukien Ewingin sarkooma, lymfooma ja tietyt aivokasvaimet.