Komórki krwiotwórcze i szpik pobiera się w specjalistycznej klinice. Istnieją dwie metody pobierania komórek krwiotwórczych: z krwi obwodowej metodą aferezy przy użyciu urządzenia o nazwie separator (stosowana częściej – 8 na 10 pobrań) lub ze szpiku w znieczuleniu ogólnym poprzez nakłucie talerzy biodrowych.
Metoda aferezy polega na oddzieleniu w separatorze (specjalistyczne urządzenie służące do oddzielania różnych składników krwi) komórek krwiotwórczych od innych komórek krwi. Do jednej żyły dawcy podłączana jest igła z drenem, którym krew płynie do separatora, do drugiej żyły krew po oddzieleniu komórek krwiotwórczych w separatorze wraca do dawcy.
W czasie aferezy dawca leży na wygodnym fotelu, może czytać, oglądać filmy lub ulubione programy telewizyjne. Przez cały znajduje się pod opieką pielęgniarki. Zabieg taki trwa od dwóch do czterech godzin – zależy to od ilości komórek krwiotwórczych, które udało się wyseparować. Jeśli komórek krwiotwórczych jest nadal zbyt mało, zabieg powtarza się jeszcze raz następnego dnia. Bezpośrednio po zabiegu dawca może iść do domu. Dawcy w dniu po zabiegu czują się różnie – niektórzy od razu podejmują normalną aktywność, inni odczuwają zmęczenie lub senność jak po źle przespanej nocy, więc przez resztę dnia wolą odpoczywać.
Pobranie szpiku z nakłucia talerza kości biodrowej odbywa się w warunkach sali operacyjnej aby zapewnić bezpieczeństwo i sterylność. Dawca jest wprowadzany do znieczulenia ogólnego przez anestezjologa. Następnie po dokładnym odkażeniu okolicy miejsca pobrania, specjalną igłą pobiera się z talerza kości biodrowej potrzebną ilość szpiku. Zabieg ten trwa około godziny. Po wybudzeniu dawca pozostaje w szpitalu do następnego dnia – jest to związane z „dochodzeniem do siebie” po znieczuleniu ogólnym.
Niezależnie od metody pobrania, bezpośrednio po pobraniu komórki krwiotwórcze są przewożone przez specjalnego kuriera (w Polsce karetką lub helikopterem medycznym, dla chorych z zagranicy transportem lotniczym) do ośrodka w którym znajduje się chory i po odpowiednim przygotowaniu są przeszczepiane choremu (w kroplówce) tego samego lub następnego dnia.