機體患腫瘤後產生的對腫瘤的免疫反應。免疫是生物在長期進化過程中形成並逐步完善的生物學特徵，用以消滅異己，保護自身。消滅外界侵入的微生物，是機體免疫實現的。腫瘤細胞是由正常細胞突變而來的，具有相應的正常細胞所沒有的某些特徵。因此機體的免疫系統也會把它們當作異己成分對待，表現出針對腫瘤的免疫反應。
腫瘤的非特異免疫反應 免疫反應可分為兩大類：：天然免疫和適應性免疫。前者是生來就有的非特異性免疫反應；後者是在抗原致敏之後獲得的特異性免疫反應。非特異性免疫無需抗原致敏，反應快速，屬機體抵禦微生物侵襲的第一道防線。機體的天然免疫對腫瘤生成可起一種免疫監視作用。人的一生中，在體內外各種有害物質影響下，時刻會發生基因突變。免疫監視作用可隨時清除剛萌芽的惡性轉化細胞。許多致癌物質具有使正常細胞惡變和抑制免疫雙重作用，後者可破壞免疫系統的監視職能，為惡變的細胞進一步發展成癌瘤創造有利條件。腫瘤免疫監視理論的確立，是對人類惡性腫瘤進行免疫預防的依據。
實驗證明，小鼠在腫瘤細胞接種後產生針對該腫瘤的免疫反應，再遭遇同一腫瘤時可戰而勝之。這同進行疫苗接種以預防傳染病的原理是一樣的。實驗還證明，將已產生特異免疫的小鼠淋巴細胞轉輸給未經免疫的小鼠體內，可使後者獲得對該腫瘤的抵抗力。這種免疫又稱繼承性免疫，或過繼性免疫。
腫瘤抗原 已知人類腫瘤抗原有以下幾類：①正常靜息基因的表達產物。②某些過度表達的分化抗原。③突變的癌基因、抑癌基因編碼的蛋白。④融合基因產物。⑤致瘤病毒抗原。這些抗原大部分存在於腫瘤細胞內。它們可經蛋白酶作用降解成肽片段，並被轉運到細胞表面表達。
腫瘤抗原引起的免疫反應屬細胞免疫反應，其中，以T淋巴細胞(即T細胞)的激活為中心環節。腫瘤抗原並不能直接激活T細胞，必須依靠遞呈抗原作用的細胞（樹突狀細胞是作用最強的抗原遞呈細胞），才能與T細胞受體(TCR)結合。
微生物引起的急性感染性疾病一般是自限性的。當機體的免疫反應將致病微生物清除，病人隨即痊愈。腫瘤則不然。機體對腫瘤雖也產生免疫反應，腫瘤仍能進行性生長。這是因為腫瘤細胞能逃脫、遏制免疫系統對它的攻擊。
腫瘤免疫治療 腫瘤病人已有產生腫瘤免疫反應的基礎。加強免疫反應的強度，消除妨礙其發揮作用的因素，是取得療效的關鍵。首先必須消除或減少腫瘤負荷，在此基礎上施行免疫治療，消滅殘餘、散在的腫瘤細胞，以防止腫瘤復發、轉移。