Nó được chỉ định để làm tăng hoặc điều chỉnh thị lực cho bệnh nhân cận thị hoặc viễn thị cao, giác mạc hình chóp; điều trị bệnh lý của giác mạc như sẹo, viêm, thoái hóa, loạn dưỡng; cải thiện tình trạng bề mặt giác mạc; tăng thị lực ngay lập tức (dùng trong trường hợp bỏng, thủng giác mạc, giác mạc hình chóp cấp tính).

Có người được ghép giác mạc với mục đích thẩm mỹ: thay thế sẹo trắng giác mạc ở mắt mất chức năng. Trên thực tế, nếu chỉ nhằm mục đích thẩm mỹ, các phương pháp dùng kính tiếp xúc màu, nhuộm giác mạc hoặc bỏ nhãn cầu, thay mắt giả thường được ưa chuộng và tỏ ra tốt hơn so với ghép giác mạc.

Giác mạc phải được lấy từ tử thi trong vòng 6 giờ sau khi chết. Tuyệt đối không lấy giác mạc từ những người tử vong không rõ nguyên nhân hoặc do các bệnh: dại, bò điên, viêm xơ màng não bán cấp, não trắng đa ổ tiến triển, viêm não bán cấp do cytomegalovirus, hội chứng Reyes, nhiễm virus lây truyền, nhiễm trùng máu, viêm gan, bạch cầu thể non, bệnh tại mắt, AIDS...

Có hai kỹ thuật ghép chính là ghép lớp và ghép xuyên. Trong ghép lớp, bác sĩ thay thế phần trước của giác mạc bằng một mảnh tương ứng từ giác mạc tử thi, độ sâu của lớp ghép tùy theo mức độ tổn thương giác mạc.

Kỹ thuật này được áp dụng trong những trường hợp tổn thương khu trú ở các lớp trước giác mạc, hoặc viêm loét giác mạc dọa thủng, mục đích là bảo toàn nhãn cầu để chờ phẫu thuật ghép xuyên tăng thị lực sau này.

Biến chứng thường gặp trong phẫu thuật (nhất là với bác sĩ trẻ) là thủng giác mạc khi lạng lớp; chảy máu nền ghép do chưa lạng hết lớp tân mạch trong bề dày giác mạc.

Kỹ thuật ghép xuyên được áp dụng nhằm thay thế những tổn thương chiếm toàn bộ bề dày giác mạc.
Biến chứng có thể gặp khi phẫu thuật là sót màng Descemet, tổn thương mống mắt, thủy tinh thể; tổn hại mảnh ghép, rách bao sau thể thủy tinh, xuất huyết tiền phòng. Nặng nhất là xuất huyết tống khứ, một biến chứng dẫn đến hủy hoại nhãn cầu.

Sau mổ, bệnh nhân có thể gặp những biến chứng sớm như tuột chỉ mép mổ và kênh bờ ghép, khó hàn gắn biểu mô, tăng nhãn áp, viêm, dính mống mắt trước, nghẽn đồng tử, bong hắc mạc, giãn đồng tử vĩnh viễn, nhiễm trùng hậu phẫu, phản ứng miễn dịch ghép sớm. Các biến chứng muộn bao gồm loạn thị sau ghép, phản ứng thải ghép và nhiễm trùng.

Để ca mổ có tỷ lệ thành công cao, bệnh nhân cần được theo dõi sát sau mổ. Với những mắt không có nguy cơ cao như giác mạc hình chóp, loạn dưỡng di truyền, tỷ lệ thành công có thể lên tới 95-99% nếu được theo dõi và chăm sóc tốt.