Allogeenisessa kantasolusiirtohoidossa kantasolusiirre on peräisin vieraalta luovuttajalta tai sisarukselta, jonka kudostyyppi muistuttaa hyvin läheisesti potilaan omaa kudostyyppiä (HLA-identtisyys). Kantasolusiirre voidaan kerätä luovuttajalta joko nukutuksessa luuytimestä tai hereillä ollessa verestä.

Autologisessa kantasolusiirtohoidossa käytetään potilaan omia kantasoluja, joita kerätään talteen muutaman sytostaattikuurin jälkeen ennen korkea-annoksista solunsalpaajahoitoa. Kun käytetään potilaan omia kantasoluja, elimistö ei hylji niitä.

Kantasolusiirtohoidot eivät ole ensisijaisia hoitoja KLL-potilaille. Allogeeninen kantasolusiirtohoito (kudossopiva sisarus- tai rekisteriluovuttaja) voi tulla kyseeseen nuorille, hyväkuntoisille potilaille, joiden ennuste on huono, eivätkä muut hoitovaihtoehdot tuo apua. Kyseessä on erittäin raskas hoitomuoto, ja potilaat valitaan sen vuoksi erittäin tarkkaan.

Kantasolusiirtohoidoissa korkea-annoksisella solunsalpaajahoidolla tuhotaan potilaan oma luuydin, joka sisältää kantasoluiksi kutsuttuja kypsymättömiä soluja. Oma luuydin saadaan jälleen toimimaan palauttamalla potilaan verenkiertoon kantasolusiirre (oma tai vieras). Autologinen kantasolusiirtohoito on huomattavasti kevyempi ja siedetympi hoitomuoto kuin allogeeninen kantasolusiirtohoito. Autologisia kantasolusiirtoja tehdään kuitenkin erittäin vähän.