Bij een stamceltransplantatie worden de stamcellen vervangen door cellen van iemand anders (de donor). Ook hier geldt net als bij een beenmergtransplantatie dat het een risicovolle ingreep is en alleen een optie wanneer er een geschikte donor (een HLA-identieke donor met patiënt) - broer of zuster - beschikbaar is. Bij de donor wordt geen beenmerg maar bloed afgenomen. Het is dus voor de donor een andere afname methode. De stamcellen worden op de zelfde manier als beenmerg bij de patiënt toegediend.

Transplantatie van stamcellen biedt enkele voordelen boven de beenmergtransplantatie:

• versnelde hervatting van de bloedproductie
• versneld herstel van de afweer

Tegenwoordig wordt bij β-thalassemie major stamcellentransplantatie vaker toegepast dan beenmergtransplantatie