人體血液中有多種血細胞，紅細胞、白細胞、血小板等，它們都是有壽命的，多則 120 天，少則 36 小時，不斷新陳代謝。它們均來自于一種始祖細胞，我們稱它為造血干細胞。造血干細胞具有高度的自我更新、自我復制的能力，可分化生成各種血細胞。造血干細胞有很強的再生能力，失血或捐獻造血干細胞后，可刺激骨髓加速造血， 1-2 周內，血液中各種成分可恢復到原來水平。
適齡、健康的志愿者捐獻造血干細胞后，由于血細胞數量減少，會促使骨髓把儲備的白細胞釋放，并刺激骨髓造血功能，促使血細胞的生成，不會影響身體健康。
人體的造血干細胞主要存留在長骨的骨髓腔和扁平骨的稀松骨質間的網眼內，這是一種紅色的海綿狀組織，被稱為紅骨髓。
人出生時，紅骨髓充滿全身骨髓腔，隨著年齡長大，脂肪細胞增多，相當部分紅骨髓變成黃骨髓。此種變化是由于成人不需要全部骨髓參加造血，部分骨髓造血已經足夠補充所需血液。當身體嚴重缺血時，部分黃骨髓又可以變成紅骨髓而繼續進行造血。