De nombreuses cellules tumorales produisent des Ag, qui peuvent être libérés dans le sang ou rester à la surface de la cellule. Toute molécule en mesure d'être reconnue par le système immunitaire est considérée comme un antigène. Des Ag ont été identifiés dans la plupart des cancers humains, y compris dans le lymphome de Burkitt, le neuroblastome, le mélanome, l'ostéosarcome, le carcinome à cellules rénales, le cancer mammaire, le cancer de la prostate, les carcinomes pulmonaires et le cancer du côlon. Un rôle clé du système immunitaire est la détection de ces Ag afin de permettre un ciblage ultérieur pour l’éradication. Cependant, malgré leur structure étrangère à l'organisme, la réponse immunitaire aux Ag tumoraux varie et est souvent insuffisante pour prévenir la croissance tumorale (voir aussi Réponse de l'hôte contre les tumeurs).