سرطان خون از جمله بیماری‌هایی است که در آن اغلب از شیمی‌درمانی برای از بین بردن سلولهای خونی سرطانی استفاده می‌شود، اما این رویکرد، دارای عوارض برای سلولهای خون‌ساز طبیعی بدن است و پیوند سلولهای بنیادی خون‌ساز به طور مؤثر سلولهای قدیمی را با سلولهای جدید و سالم جایگزین می‌کند. گزارش‌های مربوط به پیوند سلولهای بنیادی خون‌ساز به منظور درمان سرطان‌های توپر نیز مانند رتینوبلاستوما، سارکومای مغز استخوان و سرطان‌های تخمدان حاکی از نتایج رضایت‌بخشی است.