臍帶血必須在嬰兒出生後，以鉗子夾住臍帶並剪斷後取得。臍帶血可在胎盤排出前或排出後收集，但須在嬰兒出生後迅速執行。收集臍帶血不會對孕婦的生產過程造成任何改變，生產方式也不會影響臍帶血的收集。

一般而言，有兩種不同的方式可收集臍帶血：第一種是利用地心引力的方式，使血液順利滴落，第二種則是以注射筒的方式，將血液抽出。第一種收集方式，臍帶血受污染的機率較高，第二種方式雖然受污染的機率降低，但很費工。

臍帶血取出後，須立刻加入抗凝血劑、抗生素，避免細胞受損、污染，並且應儘速於24小時～72小時內，儲存於零下196℃的液態氮中。而且處理的速度越快越好，因為細胞是活的，時間拖太久，會造成細胞死亡。

在進行冷凍前，還需加入抗凍劑，平衡滲透壓，因為細胞內有水分，細胞冷凍後，水分體積變大，會造成細胞破損、死亡。

台大醫院小兒科主治醫師盧孟佑指出，一般來說，臍帶血的保存期限應該可長達20年以上，目前文獻上有紀錄：保存17年的臍帶血解凍後，其細胞的活性依然很好。