Nhiều tế bào khối u sản sinh ra các phân tử liên quan đến ung thư hoặc đặc hiệu của ung thư, thường là các peptide, có thể được giải phóng vào máu hoặc hiển thị trên bề mặt tế bào. Bất kỳ phân tử nào có khả năng được hệ thống miễn dịch nhận biết và kích hoạt đáp ứng miễn dịch đều được coi là có tính kháng nguyên. Các kháng nguyên liên quan đến ung thư hoặc kháng nguyên đặc hiệu ung thư đã được xác định trong hầu hết các loại ung thư ở người, bao gồm u lympho Burkitt , u nguyên bào thần kinh , ung thư tế bào hắc tố , sarcoma xương , ung thư tế bào thận , ung thư vú , ung thư tuyến tiền liệt , ung thư phổi và ung thư đại tràng . Một vai trò quan trọng của hệ miễn dịch là phát hiện các kháng nguyên ung thư này để định hướng tiêu diệt các tế bào ung thư. Tuy nhiên, đáp ứng miễn dịch với các kháng nguyên khối u khác nhau và thường không đủ để ngăn chặn sự phát triển của khối u (xem thêm Đáp ứng của vật chủ đối với khối u ).