（1970年代以來臨床應用，已取得很大的成功）。它需有與患者人類白細胞抗原(HLA)相匹配的同胞兄弟、姐妹以及極少數的無親緣關系的供髓者所輸入的異體骨髓，或家庭成員間如父母和子女的骨髓移植；以及與患者HLA不很匹配的無關供者的骨髓。非同胞的兄弟姐妹雖HLA相匹配，但易發生輕重不等的移植物抗宿主病(GVHD)，尤其在后一種情況更嚴重。另一類為同基因骨髓移植，即極少數的同卵雙胎孿生兄弟或姐妹間的骨髓移植。
