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的分子均被认为具有抗原性。在大多数人类癌症中均已发现癌症相关或癌症特异性抗原，包括伯基特淋巴瘤、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。免疫系统的关键作用是识别这些抗原，以便随后靶向消除它们。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）。