Es un procedimiento mediante el cual un paciente recibe células madre sanas para reemplazar sus propias células madre destruidas o carentes por algún trastorno, radioterapia o quimioterapia.

En el transplante alogénico de células madre, las células madre sanas se obtienen de la sangre o la médula ósea de un donante emparentado que no es un gemelo del paciente, o de un donante no emparentado que tiene características genéticas similares a las del paciente.

También se llama alotrasplante de células madre.