การปลูกถ่ายอวัยวะ คือ การนำเอาอวัยวะที่ไม่สามารถทำงานได้อย่างปกติออกไป แล้วนำเอาอวัยวะปกติจากบุคคลอื่นเข้ามาแทน ในปัจจุบันสามารถกระทำได้กับอวัยวะหลายส่วน แต่ที่ได้ผลดี และนิยมกันอย่างแพร่หลายคือ การปลูกถ่ายไต ตับ ไขกระดูก หัวใจ ปอด หัวใจและปอด ลำไส้ และตับอ่อน
ผู้ป่วยก่อนได้รับการผ่าตัดเปลี่ยนไต
การปลูกถ่ายอวัยวะนี้ มักจะกระทำ หลังจากที่แพทย์ไม่สามารถรักษาได้ด้วยวิธีอื่นแล้ว เนื่องจากขณะนี้ยังเป็นวิธีการที่ทำได้ยาก การปลูกถ่ายอวัยวะ มักจะใช้วิธีผ่าตัดเอาอวัยวะ ที่ไม่ทำงานแล้วออกไป แล้วผ่าตัดเอาอวัยวะจากผู้อื่นใส่แทนที่ การปลูกถ่ายไขกระดูกเป็นวิธีเดียว ที่สามารถทำได้ โดยการฉีดไขกระดูกใหม่เข้าไปได้เลย ไม่ต้องผ่าตัด
ขณะผ่าตัดนำไตออกจากร่างของผู้บริจาค
อวัยวะใหม่ที่นำเข้าไปปลูกถ่ายนี้ ถ้าเป็นอวัยวะที่มีมากกว่า ๒ ข้าง เช่น ไต ก็สามารถนำจากผู้ที่ต้องการบริจาคอวัยวะ ที่ยังมีชีวิตได้ แต่ถ้าเป็นอวัยวะ ที่มีอยู่เพียงชิ้นเดียว เช่น หัวใจ ก็จะต้องนำมาจากผู้ที่เสียชีวิตแล้ว ผู้บริจาคอวัยวะจึงมีประโยชน์อย่างมากต่อสังคม ในการช่วยเหลือชีวิตเพื่อนมนุษย์ นอกจากนี้เมื่อผู้ต้องการบริจาคอวัยวะหนึ่งรายเสียชีวิต แพทย์ก็สามารถที่จะนำเอาอวัยวะส่วนต่างๆ ของผู้นั้น ไปให้กับผู้รับบริจาคอวัยวะหลายรายได้
ผู้ป่วยหลังได้รับการผ่าตัดเปลี่ยนไตใหม่สำเร็จแล้ว
ปัญหาสำคัญของการปลูกถ่ายอวัยวะ คือ ความยุ่งยากของการผ่าตัด ซึ่งในบางกรณีก็ทำได้ยาก อีกประการหนึ่งที่สำคัญมากคือ อวัยวะที่นำไปใส่อาจเข้ากันไม่ได้กับร่างกายผู้รับ เนื่องจากร่างกายของเรามีระบบภูมิคุ้มกัน คอยป้องกันร่างกายจากสิ่งแปลกปลอมต่างๆ ร่างกายผู้รับจะถือเอาอวัยวะที่ใส่เข้าไปใหม่นี้ เป็นสิ่งแปลกปลอม จึงไม่ยอมรับ และพยายามต่อต้าน ทำให้อวัยวะใหม่นั้น ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ บางครั้งการต่อต้านนี้ก็รุนแรงมาก จนเป็นอันตรายต่อผู้ได้รับอวัยวะด้วย ดังนั้นก่อนที่จะทำการปลูกถ่ายอวัยวะ จึงต้องทำการตรวจให้แน่ใจว่า ร่างกายของผู้รับจะไม่ต่อต้านอวัยวะ ที่นำไปปลูกถ่าย โดยทั่วไปแล้วถ้าผู้ให้อวัยวะ และผู้รับอวัยวะ เป็นฝาแฝดไข่ใบเดียวกัน ก็จะไม่มีปัญหาการเข้ากันไม่ ได้ อวัยวะที่ได้จากพี่น้อง ที่มีบิดามารดาเดียวกัน จะมีปัญหาต่อต้านอวัยวะน้อยกว่าที่ได้จากผู้อื่นที่ไม่ได้เป็นญาติกัน นอกจากนี้หลังจากที่ได้รับการปลูกถ่ายอวัยวะแล้ว ผู้ป่วยยังต้องได้รับยา ที่ลดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน เพื่อป้องกันการต่อต้านอวัยวะ ที่ให้เข้าไปด้วย
การปลูกถ่ายอวัยวะนี้นับเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในทางการแพทย์ ทำให้ผู้ป่วยหนักที่ไม่สามารถรักษาด้วยวิธีอื่นแล้ว ได้รับการปลูกถ่ายอวัยวะจำนวนมาก และหายจากโรค สามารถที่จะดำรงชีวิตในสังคมอย่างเป็นปกติ
จากการบริจาคอวัยวะของผู้เสียชีวิตด้วยอุบัติเหตุสมองตาย ๑ คน สามารถบริจาคอวัยวะเพื่อช่วยชีวิตคนได้ถึง ๕ คน จาก ๕ อวัยวะ