Sử dụng tế bào gốc có thể hỗ trợ điều trị một số bệnh ung thư bằng cách:

- Sử dụng liệu pháp tế bào gốc để phục hồi các tế bào gốc tủy xương để chúng sản sinh ra các tế bào thay thế những tế bào máu, tế bào hệ miễn dịch bị hóa chất và tia phóng xạ tiêu diệt trong quá trình điều trị ung thư.

- Tế bào gốc đang được nghiên cứu thử nghiệm để chữa một số bệnh như ung thư bạch cầu, ung thư hạch, u nguyên bào thần kinh và da u tủy: Các tế bào gốc tủy xương được tiêm vào tủy xương của bệnh nhân, tại đây chúng phân chia và biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau, thay thế các tế bào bị bệnh.

- Sử dụng tế bào gốc cũng có thể trực tiếp chống lại tế bào ung thư: Tế bào ghép từ người hiến tặng có khả năng tấn công các tế bào ung thư còn sót lại trong cơ thể người bệnh sau những đợt điều trị ung thư với các hóa chất liều cao.