许多肿瘤细胞产生与癌症相关或癌症特异性的分子，通常是肽，这些分子可以在血液中释放或显示在细胞表面。任何能够被免疫系统识别并触发免疫反应被认为是抗原的。大多数恶性肿瘤中都能检测到抗原，如伯基特淋巴瘤、神经母细胞瘤、黑色素瘤、骨肉瘤、肾细胞癌、乳腺癌、前列腺癌、肺癌和结肠癌。免疫系统的主要功能是识别和清除这些抗原。然而，对肿瘤抗原的免疫反应各不相同，往往不足以阻止肿瘤的生长（见肿瘤的宿主反应）。