Los trasplantes autólogos (también llamado «auto trasplante» para abreviar) se utilizan para tratar las leucemias, el síndrome mielodisplastico, mieloma múltiple, enfermedad de Hodgkin, linfoma de no-Hodgkin, cáncer testicular y neuroblastoma entre otros. En un autólogo de células madre, las propias células madre del paciente se extraen de su médula ósea o sangre periférica antes del trasplante. Las células se almacenan hasta que se vayan a necesitar para el trasplante.