Sel punca sumsum tulang adalah sel imatur yang tidak berdiferensiasi yang ditemukan di dalam sumsum tulang sebagian besar tulang pipih. Dikatakan sebagai ibu dari semua sel darah karena dapat menimbulkan sel darah merah (RBC), berbagai jenis sel darah putih (WBC), dan trombosit. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa sel punca sumsum tulang juga mampu memunculkan sel lain, seperti sel endotel, yang melapisi dinding pembuluh darah, atau menjadi hepatosit atau sel hati. Sel induk sumsum tulang juga mampu memperbaharui diri, suatu karakteristik yang tidak ada pada kebanyakan sel dewasa. Ini penting dalam mengisi kembali tubuh dengan sel darah baru karena sel-sel dewasa mati setelah umur yang diberikan.
Sebelum lahir, hati adalah sumber dari hampir semua sel darah. Beberapa saat sebelum seorang anak lahir, sumsum tulang mengambil alih tugas ini. Saat seseorang dewasa, sumber sel induk sumsum tulang terbatas pada tulang pipih, seperti tulang pinggul, tulang tengkorak, tulang rusuk, tulang belakang, tulang dada atau tulang dada, dan tulang belikat.
Ada dua jenis sumsum tulang: sumsum merah dan sumsum kuning. Di sumsum merahlah sebagian besar sel induk sumsum tulang berada. Sumsum kuning tidak aktif, mengandung sebagian besar sel lemak, tetapi mampu berubah menjadi sumsum merah aktif saat dibutuhkan, seperti pada beberapa kasus kelainan darah seperti anemia.
Beberapa sel punca sumsum tulang juga ditemukan bersirkulasi dalam darah tepi, tetapi sel ini mampu kembali ke sumsum tulang untuk berkembang biak dan berdiferensiasi menjadi tipe sel tertentu seperti sel darah merah, sel darah putih, atau trombosit. Hal ini memungkinkan transplantasi sumsum tulang dilakukan dengan memasukkan sel induk donor ke dalam darah penerima, seperti dalam prosedur transfusi darah. Sel punca dapat diambil dari donor yang tepat melalui aspirasi sumsum tulang atau dengan menyaring darah tepi untuk sel punca dalam proses yang dikenal sebagai apheresis.
Setiap penyakit yang mempengaruhi sumsum tulang dapat mengakibatkan kelainan pada produksi sel darah dalam tubuh. Pasien kanker yang menjalani prosedur seperti kemoterapi dan terapi radiasi sering kali mengalami gangguan produksi sel darah karena efek perawatan. Transplantasi sel punca sumsum tulang seringkali diperlukan dalam kasus ini untuk mengembalikan suplai sel punca sumsum tulang guna melanjutkan produksi sel darah sesuai kebutuhan tubuh.