En tant qu'option thérapeutique à l'insuffisance rénale, la transplantation apporte en principe la meilleure qualité de vie, car elle restaure toutes les fonctions défaillantes et supprime la nécessité de dialyse. D'une manière générale, si l'organe est compatible et le receveur en bonne santé, le nouveau rein devrait fonctionner pendant de nombreuses années. La transplantation n'est toutefois pas accessible et/ou adaptée à chaque patient (peu indiquée chez les personnes âgées, les patients présentant des troubles cardiaques ou des comorbidités). D'autre part, certaines cultures et religions n'envisagent pas la transplantation comme une option acceptable.
La chirurgie de transplantation consiste à greffer un rein sain d'un donneur chez un receveur atteint d'IRT. Le nouveau rein est en général placé dans la cavité de l'os iliaque, dans la partie inférieure de l'abdomen - les reins natifs restent en place.
Les greffes de rein peuvent provenir de donneurs vivants ou non. Les patients candidats à la transplantation sont enregistrés sur la liste d'attente d'un centre de transplantation ou d'une banque d'organes. La pénurie d'organes compatibles est assez courante.
Pour éviter que le système immunitaire du receveur n'attaque le rein transplanté (rejet), il est essentiel d'avoir une bonne compatibilité tissulaire entre le donneur et le receveur. Le receveur doit également suivre un traitement aux immunosuppresseurs aussi longtemps que le rein transplanté fonctionne. En cas de rejet et de dysfonctionnement de la greffe, le patient doit reprendre la dialyse.