大约在公元前600年，古印度的外科医师就用从病人本人手臂上取下的皮肤来重整鼻子。这种植皮术实际上是一种自体组织移植技术，它及此后的异体组织移植术成为今天异体器官移植手术的先驱。
眼角膜移植是最先取得成功的异体组织移植技术。首次眼角膜移植是由一位爱尔兰内科医师比格于1840年前后完成的。比格在第一次撒哈拉沙漠战争中被阿拉伯人俘掳。在被拘禁期间，他做了角膜移植手术，他将从羚羊眼球上取下的角膜移植到人的眼球上。
此后大约在1844年，纽约的凯胜医师把猪的角膜移植到人的眼球中，但是不久被移植的角膜再度变得不透明了。经过眼科医师们不断的努力，现在角膜移植已是很普通的眼科手术了。
器官移植比组织移植复杂得多，难度也更大。现代的器官移植历史应该从美籍法国外科医生阿历克西斯.卡雷尔（Alexis
Carrel
1873–1944）的工作算起。1905年他把一只小狗的心脏移植到大狗颈部的血管上，并首次在器官移植中缝合血管成功。结果小狗的心脏跳动了两个小时，后由于血栓栓塞而停止跳动。这位最早尝试移植心脏的先驱者，因他的多项研究成果而荣获1912年诺贝尔医学和生理学奖。
从1951年到1953年，休姆在美国进行了把9个尸体捐赠者的肾脏移植到人体上的手术，最长的存活了六个月。这是世界上最早的取得部分成功的人体重要脏器移植手术。50年代，科学家完成了动物心脏的移植，一只狗换了心脏之后，活了13个月。
要使器官移植获得较高的成功率，除了要不断提高手术技术和改进各种医疗器械，如使用体外循环的心肺机等，最重要的是要寻找免疫排斥反应的根源和解决器官移植中免疫排斥的方法。
免疫反应是人体对外来异物的反应，它对于因细菌、病毒等引起的疾病是一种非常有效的防御作用。不幸的是人体并不会加以区别，对所有经它辨识为非己之物，哪怕是为了拯救生命而移植来的心脏、肾脏等器官也会毫不留情地加以排斥，这样就使得器官移植遇到了极大的困难。
因此必须从理论上解决人类器官移植成败的关键问题—免疫排斥反应的根源。早在50年代初美国免疫学家斯奈尔（George
Snell
1903-1996）就发现了小鼠的组织相容性及控制这一特性的H-2基因。1958年法国免疫学家让.多塞(Jean
Dausset
1916-)发现了人体内控制组织相容性基因“人体白细胞抗原”基因（HLA基因）。70年代哈佛大学学者巴鲁伊.贝纳塞拉夫(Barruj
Benacerraf
1920-)通过动物实现发现，HLA基因不仅控制着人体免疫反应的强弱，还决定着人体器官移植的成败。这三位学者因免疫学方面的成就，而荣获1980年诺贝尔医学和生理学奖。
然而发现了免疫排斥的根源并不等于找到了解决器官移植中免疫排斥的方法，还需要在实践中不断探索。1954年12月，美国波士顿医生默里成功地做了世界上第一例同卵双胞胎之间的肾移植手术，使接受手术者活了8年。在同卵双胞胎之间进行器官移植之所以容易成功，是因为他们的白细胞表面抗原大部分相同，组织相容性能相匹配，发生排斥的危险性较小。但是这种情况少得可怜。1959年默里采用另一种办法，即用对肾脏移植的患者给予全身大剂量放射线照射以抑制异体排斥反应的方法，使非同卵双胞胎间的肾移植手术成功。这种方法虽可以抑制排斥反应，但是却造成受体机体的损害。后来，英国剑桥大学学者罗伊.卡勒发现，硫唑嘌呤能防止动物身上的异体排斥反应，这一成果使器官移植成功率提高。1967年12月4日，南非开普敦的巴纳德医师，首次成功地完成了人类异体心脏移植手术，使全世界都为之惊慌与兴奋。80年代初卡勒又发现了一种叫环孢菌素的抗免疫排斥的药物。它毒性较低，更适用器官移植。
从1954年默里成功地完成第一例肾脏手术至80年代末，器官移植手术已挽救了20多万人的生命，全世界已有15万人成功地进行了肾移植，心脏和肝脏移植各1万例，心肺同时移植600例，胰腺移植2500例，肺移植300例，大肠移植20例。
器官移植中难度最大的是脑移植。瑞典、美国和日本都成立了脑移植研究小组。他们使用白鼠进行帕金森氏病的治疗研究，此病为中脑灰质神经细胞退化，不能分泌多巴胺而出现颤抖和肌肉强直等病状。科学家们首先破坏白鼠灰质，再将白鼠胎儿的灰质组织移植到和具有帕金森氏病相同症状的白鼠脑内，获得成功。瑞典的一家医院在征得帕金森氏病重症患者的同意后，对其实施了脑组织移植手术，术手症状出现一定程度的减轻。但这还不是大脑器官的移植，脑移植比其它脏器移植的难度大得多。随着脑移植研究的不断发展，人脑移植也是有可能实现的。
| 