一、造血祖細胞的生物學：
（一）造血祖細胞：不論為淋巴系或骨髓系的造血成分，都是起源於單個的、共有的多功能性幹細胞，有繼續自我更新和進行分化的能力。當這種細胞成熟時，開始維持自我更新的能力，且亦變成一種或多種定向的造血系列，如顆粒球-單核球或淋巴球系列。這些部分定向的祖細胞，其後變為完全定向的單個細胞類型，喪失自我更新的能力，最後成熟為完全分化的造血成分，如顆粒球、單核球、B細胞及T細胞。因此，造血細胞的連續體包括：最原始的、多功能性的、長期重建的造血幹細胞；部分定向的、短期重建的造血幹細胞；及充分定向的細胞。在動物模式中，不到10個多功能性幹細胞，在移植的受者中，於數週之內有重建所有造血的能力。造血祖細胞發現於成人生命中的骨髓和血液中，且亦有更多的數量發現於臍帶血液中。近年來，一系列鼓舞的實驗，已向成人骨髓起源的幹細胞限於造血系列分化的傳統觀念挑戰。更正確地說，發現成人骨髓來源的細胞，有分化成肝、腎、肺、皮膚及胃腸道上皮細胞和心臟及骨骼肌細胞的能力。

（二）造血生長因子：造血祖細胞的發育與分化，需要特異性的可溶性蛋白質 （已知為生長因子）和特異性的細胞環境。對幹細胞生長需要的細胞環境，可能歸因於造血基質或微環境。適當的細胞類型和需要的三度空間結構皆發現於骨髓中，但在胎兒生命期間或在成人生命的某些情況下，其他器官（如脾臟及肝臟）亦可支持造血祖細胞的生長。負責正常骨髓造血和淋巴造血的可溶性成分，集體的稱為造血生長因子，包括對最原始幹細胞有顯著影響的細胞激素（如IL-3，Flt-3配體及幹細胞因子），有多階層影響的細胞激素（如GM-CSF及G-CSF）及對更成熟祖細胞生長及分化有顯著影響的細胞激素（如紅血球生成素及血小板生成素）。這些細胞激素有些備用作為藥劑，有重大增強臨床作業的功效，並已大半用於視為祖細胞來源的周邊血液。

二、祖細胞的鑑定及計算：
（一）造血細胞的功能性測定：造血幹細胞和造血祖細胞，在型態學上好像小
型淋巴細胞（最早的幹細胞）或好像母細胞（blast）的外觀（成熟的祖細胞）；因此，它們只能以功能性的測定或免疫表現型的表面標誌分析來鑑定。
這種測定需要冗長的時間，且難以在實驗室中標準化。再者，此測定法比較不敏感：已接受造血成分的病人，對增長於活體外的集落形成單位（CFUs）完全無效，儘管如此，仍可接受正常的植入。因此，在移植臨床作業中，功能性造血細胞測定，通常皆限於冷凍細胞的品管程序和/或特殊臨床發生情況的評估。許多骨髓移植中心在常規的基礎上不實行功能性測定。

（二）流式細胞計數儀CD34抗原的測定：幹細胞的表面抗原鑑定，係使用抗體探針檢測在CD34抗原密佈的特異性細胞表面標誌。這種抗原分子存在於最原始的幹細胞和更分化的祖細胞，但缺少於成熟的造血細胞上。在骨髓系的細胞系列中，它是存在於成骨髓細胞，但缺少於前骨髓細胞。在淋巴系的細胞系列中，
它是存在於許多“pre-pre-B”細胞和極早期的前胸腺T細胞，但缺少於B及T細胞。
CD34細胞的計算，常係利用流式細胞計數儀實行。CD34計數亦與祖細胞的CFU功能性測定有合理的相互關聯，且亦與大多數臨床研究的植入有關。但有許多理由顯示植入或不植入則與細胞的劑量無關。此外，有可能超出植入的最大CD34劑量，不再只是由輸注最大量的這些細胞而增強。雖有興趣改進幹細胞計算的能力，並描述由測量祖細胞亞群預言臨床的結果，但利用這種方法的能力，在目前沒有一致的意見。

三、人類白血球抗原分型法：
　　人類白血球抗原（HLA）被視為人類基因體最多型態的系統。此多型態的特徵作出的HLA分型法（HLA抗原與基因的鑑定），為骨髓移植選擇適當捐贈者的主要步驟之一。
選擇適當幹細胞捐者的全盤配對標準（overall matching criteria）在各移植中心中和在移植中心內部各異，端視個別的移植方案而定。但典型的配對包括對非親屬捐者低度解析HLA-A及-B的DNA分型法和高度解析HLA-DRB1的DNA分型法，及對親屬捐者低度解析的HLA-A，-B和-DRB的DNA分型法。低度解析或屬的分型法（generic typing ）係檢測HLA血清學的對應物，具有極高的正確性，如DR1與DR2的區別；而高度解析分型法則是區別個別的對應基因，如DRB1※0101與DRB1※0102的區別。在相同抗原或對位基因隔離的家族則為之例外，在這種家族之內沒有高度解析的DNA分型法和在家族中雙親不能用作研究時，是不區別得出來的。最近的研究提示，HLA-Cw和-DQ不同，可能與GVHD有相關性，且Cw不同亦可能與移植失敗有關。追加的HLA-Cw和-DQ分型法，正被越來越多的移植中心所採用。在尋找捐者期間，若有更多的HLA-A，-B低度解析及DRB1高度解析配合的捐者發現，則高度解析HLA-A，-B，-Cw，DRB1，-DRB3/4/5及-DQB1的DNA分析法是高度建議的最佳捐者選擇。

　　HLA多態性是以遍及全球為基礎，不是有規律地分布於每個族群。在今日全球登記的捐髓者有多達800萬志願捐髓者和臍帶血液單位。為一位常見HLA單倍型歐洲血統的病人，發現一位完全相配合的捐者機率，要比非洲血統的病人發現的機率為大。這是因為在登記處歐洲血統的捐者代表較大及非洲族群較廣闊的基因多樣性所致。美國國家捐髓者計劃（US National Marrow Donor Program，UMDP）的數據指示，一位歐洲族群的病人找到一位完全配合捐者的機率為85%，而為一位非洲族群的病人找到的機率為60%。除移植之外，HLA分型法被廣用於血小板輸血服務、疾病相關性的研究、人類的鑑定分析（父母親身份的爭論）、嵌合狀態（chimerism）及人種學的研究。