Matična celica kostnega mozga je nezrela nediferencirana celica, ki jo najdemo v kostnem mozgu večine ravnih kosti. Pravijo, da je mati vseh krvnih celic, saj lahko povzroči nastanek rdečih krvnih celic (RBC), različnih vrst belih krvnih celic (WBC) in trombocitov. Nekatere študije kažejo, da je matična celica kostnega mozga sposobna tudi tvoriti druge celice, kot so endotelijske celice, ki obdajajo stene krvnih žil, ali da postanejo hepatociti ali jetrne celice. Matična celica kostnega mozga je sposobna tudi samoobnavljanja, kar je značilnost, ki ni prisotna v večini zrelih celic. To je pomembno pri polnjenju telesa z novimi krvnimi celicami, saj zrele celice umrejo po svoji življenjski dobi.
Pred rojstvom so jetra vir skoraj vseh krvnih celic. Kratek čas pred rojstvom otroka to nalogo prevzame kostni mozeg. Ko oseba zori, je vir matičnih celic kostnega mozga omejen na ravne kosti, kot so kolčne kosti, kosti lobanje, rebra, vretenca, prsnica ali prsnica in lopatice.
Obstajata dve vrsti kostnega mozga: rdeči mozeg in rumeni mozeg. V rdečem mozgu je največ matičnih celic kostnega mozga. Rumeni mozeg je neaktiven, vsebuje večinoma maščobne celice, vendar se lahko pretvori v aktivni rdeči mozeg, ko se pojavi potreba, na primer v nekaterih primerih krvnih bolezni, kot je anemija.
Nekatere matične celice kostnega mozga najdemo tudi v obtoku v periferni krvi, vendar se te lahko vrnejo v kostni mozeg, da se namnožijo in diferencirajo v specifične vrste celic, kot so RBC, WBC ali trombociti. To omogoča presaditev kostnega mozga z infundiranjem izvornih celic darovalca v prejemnikovo kri, tako kot pri postopku transfuzije krvi. Matične celice je mogoče pobrati od pravega darovalca z aspiracijo kostnega mozga ali s filtriranjem periferne krvi za izvorne celice v procesu, znanem kot afereza.
Vse bolezni, ki prizadenejo kostni mozeg, lahko povzročijo nenormalnosti v proizvodnji krvnih celic v telesu. Bolniki z rakom, ki so bili podvrženi posegom, kot sta kemoterapija in radioterapija, imajo pogosto ogroženo proizvodnjo krvnih celic zaradi učinkov zdravljenja. V teh primerih je pogosto potrebna presaditev matičnih celic kostnega mozga, da se obnovi oskrba kostnega mozga z matičnimi celicami, da se nadaljuje proizvodnja krvnih celic, kot jih telo potrebuje.