除了红骨髓中蕴含大量的造血干细胞以外，人体还有不少地方亦含有造血干细胞，例如外周血。外周血造血干细胞移植目前在临床应用最为广泛，我们通常所说的“骨髓移植”实际上大多都是“外周血造血干细胞移植”。无关供者(unrelated donor)捐献时大多采用外周血造血干细胞移植，仅在外周血采集干细胞不足或某些亲属捐献病例中才会联合“骨髓移植”方法。

外周血造血干细胞移植时，是将捐献血液抽出后流经细胞分离机，在把干细胞挑出来后，再将血液输回捐献者体内。这种方法能够避免骨髓穿刺带来的痛苦，使得移植对捐献者的影响降到最低。另外这一过程无需麻醉，和献血很像。

不过，因为正常外周血中造血干细胞数量极少，移所以植前需要利用药物将捐献者骨髓中的造血干细胞“动员到”外周血中，以便更有效地收集造血干细胞。

目前临床上应用的动员药物是重组人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)，它能刺激粒细胞系造血，促进髓系造血祖细胞的增殖、分化和成熟，调节中性粒细胞的增殖、分化和成熟，并促使造血干细胞和中性粒细胞释放至血流，增加其在外周的数量。

一般情况下，在连续皮下注射动员药物4天后，捐献者将在第5天进行外周血干细胞的分离收集操作;如果第5天采集细胞数量不够，那么捐献者就再次注射一针动员药，并在第6天继续采集细胞(这里要注意：“连续”两天采集外周血造血干细胞在一些国家的规定中属于“同一次”捐献。

我国的捐献程序与国外类似，先以5微克/千克(体重)/日的量应用4-6天的动员剂，然后就可以开始分离收集外周血中的干细胞了。

另外，刚出生婴儿脐带血中也含有造血干细胞，只是数量相对较少，因此多用于儿童造血干细胞移植。