提高化疗的剂量，能明显提高疗效，但免疫功能低下、骨髓抑制又是超大剂量化疗后不可避免的并发症，由此造成的严重感染和出血可导致患者死亡。这往往成为进一步提高化疗剂量的障碍，而造血干细胞移植是克服这一障碍的最好办法——它能加速患者造血和免疫功能的重建。
造血干细胞移植对多数急性白血病、恶性淋巴瘤、乳腺癌、神经母细胞瘤患者及少数多发性骨髓瘤、胎儿性肿瘤、卵巢癌、黑色素瘤、睾丸癌患者有效。此外，在对小细胞肺癌、横纹肌肉瘤、骨肉瘸、头颈部肿瘤、胃癌等的治疗上，该方法也初步显露出希望。
外周血造血干细胞的采集 正常情况下，外周血干/祖细胞含量占单个核细胞（MNC）的0.01%-0.1%，人体循环血中造血干细胞的数量约为骨髓造血干细胞的1%-10%，这远不能满足移植需要。动员剂的应用可使静止在骨髓中的造血干细胞进入外周血液循环中，经血细胞分离机进行外周血分离，即可以获得足够数量的造血干细胞。常用的动员剂有：骨髓抑制性细胞毒药物，如环磷酰胺（CTX）、依托泊甙（VP-16）、紫杉醇等；细胞生长因子，如重组人粒细胞集落刺激因（G-CSF）。动员剂可视实体瘤的情况单独或联合应用。经注射骨髓抑制性细胞毒药物后，患者外周血白细胞有一过性下降，其开始回升时外周血中造血千细胞数量趋于高潮，此时即可采集。单独应用细胞生长因子也可使外周血中粒系单核祖细胞（GM-CFU）成倍增长。
造血干细胞移植成功的关键之一，在于输入干细胞的数量及其活性。由于采集干细胞数量受各种因素制约，因此采集次数也不一致：骨髓采集可一次完成；外周血采集一般需3-5次，甚至更多次完成——这主要根据所收集的MNC、GM—CFU和CD34+细胞数量而定。测定GM—CFU集落数需一周以上时间，故不能及时发现外周血干细胞（PBSC）峰值的到来，而检测外周血中CD34+细胞数量能迅速估计PBSC峰值，故有入主张以CD34+细胞作为集干细胞数量的标准。对于移植所需的干细胞阈值，目前尚无一致意见。大多数学者认为，MNC需大于2×10E8/千克，GM-CFU需大于1×lOE5/千克，而CD34+细胞应大于2X10E6/千克。
超大剂量化疗及支持治疗 一般认为，造血干细胞移植支持下超大剂量化疗所采用的抗癌药物应满足下列条件：该药对所治肿瘤有较好疗效；实验模型及临床研究提示该药有明显量效关系；HSCT下的剂量明显高于常规剂量；与其它药物组合应用时无叠加毒副反应、无交叉耐药性。 实体瘤患者因病种不同，对化疗的敏感程度各异，因此很难用统一的模式对其进行造血干细胞移植前的大剂量化疗。即使是同一疾病的患者，也因年龄、病变程度、骨髓侵犯与否、造血功能状态和既往治疗情况的差异，对其所采取的大剂量化疗方案亦不相同。对此，可把肿瘤的常规化疗处方略作修改，加大剂量作为超大剂量化疗方案的参考。
超大剂量化疗方案实施后，除了及时为患者回输造血干细胞外，为其实施支持治疗也极其重要。洁净病房隔离、无菌饮食、皮肤沐浴、肠道消毒、抗生素和抗病毒药物的使用、血液制品的输注以及保持水电解质平衡等，都是移植治疗过程中缓解和控制肿瘤的重要保证。
