Трансплантология имеет несколько направлений:

1. Ксенотрансплантация, или межвидовая трансплантация - трансплантация органов и/или тканей от животного другого биологического вида, чем человек. Обычно идет речь о ксенотрансплантации от иммунологически наиболее близкой человеку свиньи или от высших приматов. Ксенотрансплантация остается невозможной и неосуществимой при нынешнем уровне развития трансплантологии. Даже при очень сильной иммуносупрессии организма реципиента ксенотрансплантат от свиньи не выживает в организме человека в результате сверхострой реакции отторжения, сопровождающейся массивным гемолизом, агглютинацией эритроцитов и тромбоцитов и множественным тромбозом сосудов пересаженного ксенооргана. Первые попытки имплантации (Африка, Америка) человеку зубов животных. В Древнем Египте перед мумификацией отсутствующие зубы восстанавливали. Рентгенологическое исследование черепа показывает хорошую адаптацию кости вокруг «искусственного корня», то есть работа выполнялась с исключительной точностью.

 2. Аллотрансплантация, или гетерологичная трансплантация - трансплантация, при которой донором трансплантата является генетически и иммунологически другой человеческий организм.

Выделяют:

• Близко родственную аллотрансплантацию (донором трансплантата является близкий генетический родственник, первой линии родства);
• Дальне родственную аллотрансплантацию (донор является дальним генетическим родственником, второй или третьей линии родства);
• Не родственную аллотрансплантацию (донором является чужой человек, вообще не находящийся в генетическом родстве с реципиентом).

На сегодняшний день аллотрансплантация - преобладающий вид выполняемых трансплантаций почек, печени, сердца и лёгких, и более половины выполняемых трансплантаций костного мозга. Объясняется это тем, что далеко не у всех пациентов, являющихся кандидатами на трансплантацию, имеются однояйцевые близнецы, согласные на эксплантацию почки или на донорство костного мозга, а техника терапевтического клонирования органов и тканей находится пока в зачаточном состоянии.

3. Искусственные органы;

4. Клонирование органов из стволовых клеток;

5. Аутотрансплантация, или аутологичная трансплантация - реципиент трансплантата является его донором для самого себя. Например, аутотрансплантация кожи с неповреждённых участков на обожжённые широко применяется при тяжёлых ожогах. Аутотрансплантация костного мозга или гемопоэтических стволовых клеток после высокодозной противоопухолевой химиотерапии широко применяется при лейкозах, лимфомах и химиочувствительных злокачественных опухолях.

Основоположником экспериментальной трансплантации жизненно важных органов, в частности сердца, является Алексис Каррель, удостоенный за это Нобелевской премии в 1912 г. Он проводил эксперименты по трансплантации органов в эксперименте, консервации их и технике наложения сосудистых анастомозов. Каррель разработал основные принципы консервации донорского органа, его перфузии. Первую трансплантацию органа от человека к человеку в 1933 году в Херсоне выполнил Ю.Ю. Вороной. Одним из основоположников российской трансплантологии является российский ученый Владимир Петрович Демихов, который в 1951 году детально разработал пересадку донорского сердца собаке. 3 декабря 1967 года хирург из ЮАР Кристиан Барнард, пройдя предварительно стажировку у Демихова, а также в ряде мировых хирургических клиник, впервые в мире осуществил успешную трансплантацию сердца человеку. С тех пор сделано уже более 40 тысяч таких операций.

В 1968 году была впервые сделана операция по пересадке сердца в Израиле, через год после первой пересадки сердца в мире. Несмотря на то, что операция прошла успешно, пациент умер через неделю от инфекции. Сердце для пересадки было взято у больного умершего в возрасте 40 лет от инсульта. Орган был изъят без разрешения родственников, что вызвало возмущение общественности и даже вызвало дебаты в Кнессете.

Из-за многочисленных сбоев в этот период, наблюдается существенное уменьшение выполнения трансплантации органов в Израиле и во всём мире. Из-за отсутствия сертифицированного медицинского центра в Израиле,  в начале восьмидесятых годов, для выполнения тяжелых операций по пересадке сердца и печени больные из Израиля направлялись за границу.

В 1987 году, под  давлением общественности, Министерством здравоохранения Израиля был выдан больнице "Хадасса" в Иерусалиме сертификат, выполнить пересадку сердца (но не печени). В августе того же года была проведена первая успешная пересадка сердца в Израиле.

Донорство органов регулируется в Израиле Законом об анатомии и патологии от 1953 (חוק האנטומיה והפתולוגיה, התשי"ג-1953), а также правилами от 1981 года. Из-за острой нехватки донорских органов в Израиле (около 8 процентов населения, по сравнению с примерно 15 - 35 процентов в других западных странах), было подано несколько законопроектов, которые способствуют донорству и получению материальной выгоды семьям донора. В Израиле проводится в среднем 250 трансплантаций органов и порядка 300 человек присоединиться к листу ожидания для трансплантации.

В ожидании трансплантации органов в Израиле, более 1000 детей и взрослых. 750 человек ожидающих трансплантации почки и сердца, 110 человек ожидают пересадки печени, и 150 человек ожидают пересадки сердца и легких. По расчетам, около 100 человек умирает ежегодно в ожидании очереди на пересадку.