用藥物、內分泌和生物反應調節劑（免疫治療）治療腫瘤的方法。
現代腫瘤化學治療的發展從1940年開始，當時應用氮芥治療惡性淋巴瘤取得一定療效，不久抗葉酸及抗嘌呤製劑治療白血病獲得成功，腫瘤化療受到廣泛重視；50年代末期根據一定設想合成瞭環磷醯胺及5－氟尿嘧啶並在臨床上取得良好療效，使腫瘤化療得到發展；70年代末出現瞭抗瘤譜廣、對乏氧細胞也有效的阿黴素及順鉑，腫瘤內科治療在綜合治療中的地位更為重要，與手術、放射線並列為解決腫腫瘤問題不可缺的手段。進入80年代，多數學者承認腫瘤內科治療已在由姑息治療到根治過度，臨床常用有效藥物已有50餘種，使近20種腫瘤得到治愈的機會。從而，使惡性腫瘤的治愈率在近半個世紀內由1/3提高到1/2。隨著生物工程的發展，很多基因重組的、高純度細胞因子進入實驗和臨床，開辟瞭腫瘤治療的新途徑，也進一步促進瞭腫瘤內科學的發展。中國傳統醫學向來重視扶正祛邪，應用扶正中藥調理病人的免疫功能、應用活血化瘀藥物提高腫瘤對放射治療的敏感性，都已證明不但可以減輕病人的近期癥狀和其他治療的副作用，而且能提高病人的遠期治愈率。
抗腫瘤藥物來源有兩種：一是民間經驗，一是大量篩選。據統計全世界已有60萬種以上的各類化合物通過動物移植性腫瘤篩選，進入臨床有百餘種。隨著經驗的積累，篩選方法也不斷改進，世界衛生組織(WHO)多次組織各國專傢討論實驗模型及方法的標準化。隨著技術的發展，裸鼠異種移植、人體腫瘤集落形成試驗、常見人體腫瘤細胞系體外篩選等方法也都受到重視，為進一步預報臨床療效提供依據。
臨床試驗在世界范圍內已規范化，世界衛生組織及中國都規定新抗腫瘤藥物的臨床應分為四期:Ⅰ期，主要目的是觀察藥物對人的毒性，尋找人的合適劑量和給藥方法，以及藥物在人體的代謝等；Ⅱ期，在合適的劑量下觀察藥物的抗瘤譜。為瞭找出藥物對哪種腫瘤有效，一般主張廣譜試用，既試用於對藥物較敏感的白血病、淋巴瘤等，也要試用於不敏感的食管癌、結腸癌等；Ⅲ期，與常用藥物比較；Ⅳ期，確定藥物在常規綜合治療中的地位。為瞭盡快取得成果，除Ⅰ期外，大都是在統一規劃下通過多中心協作研究實現的。
現有抗腫瘤藥物根據其作用機制和來源，大致分為五大類：①烷化劑直接用於DNA，破壞DNA的復制和轉錄。②抗代謝藥作用於DNA合成的前體，阻斷DNA的合成。③抗生素，有的為烷化劑，如絲裂黴素，有的為DNA填入劑，如阿黴素，但也有的作用於mRNA，如放線菌素D。④植物藥，有很多是作用於細胞分裂中期紡錘體的微管蛋白，如鬼臼乙叉苷、長春堿等。⑤激素類及抗激素，主要通過改變腫瘤發生的內環境及競爭激素受體而起作用。
內分泌治療已有半個世紀歷史。對雌激素受體(ER)陽性的晚期女性乳腺癌患者，應用抗雌激素藥物如三苯氧胺或雄激素如睪酮都可收到良好療效。三苯氧胺目前已用作術後輔助治療，可使治愈率提高25％左右。對ER陰性、絕經5年以上的晚期女性乳腺癌患者和男性乳腺癌及前列腺癌患者，則可應用雌激素如乙烯雌酚治療。男性乳腺癌和前列腺癌患者去勢手術（雙側睪丸切除）也可收到比較持久的治療效果。對尚未絕經的晚期女性乳腺癌，特別是ER陽性的患者，去勢（雙側卵巢切除或照射）治療，可以迅速顯效。對去勢治療有效的病人，若有復發尚可作雙側腎上腺切隊術或腦下垂體切除術，但這兩種手術已被選擇性抑制腎上腺皮質功能的藥物如氨苯哌酮所取代。應用腎上腺皮質激素治療惡性淋巴瘤及各種腫瘤顱內轉移引起的腦水腫都有良好效果。其他如晚期甲狀腺癌患者服用甲狀腺素治療，晚期腎癌應用黃體激素治療，前列腺癌應用抗雄激素治療也都有一定療效。
生物反應調節劑治療發展異常迅速，目前應用臨床的卡介苗、短小棒狀桿菌、左旋咪唑、植物及動物多糖、溶血性鏈球菌制劑(OK-432)、胸腺素、幹擾素及其誘導劑腫瘤壞死因素、白細胞介素以及相應發展的 LAK（淋巴因子活化的殺傷細胞）療法、腫瘤周圍浸潤淋巴細胞療法(TIL)等。
這些方法在某些難治的腫瘤如毛細胞白血病、惡性黑素瘤、腎癌、癌性胸腹水及結腸癌的輔助治療中有相當作用。而集落刺激因子則可以促進粒細胞及免疫細胞的迅速恢復從而避免並發癥並提高化學療法的療效。