免疫系统的一个主要功能是识别并杀死异物，如病毒、细菌、寄生虫、污染物以及其他非自身的物质。这是由免疫细胞通过识别异物表面上特定的标志物来完成的。癌细胞表现异常，所以免疫系统很可能识别他们为异物并杀死他们。免疫细胞识别癌细胞表面的小分子”旗帜“，称作肿瘤特异性抗原 (TSAs/ TAAs),然后杀死这些癌细胞。
注意：抗原可以是任何免疫系统能识别的物质，这是一个大概念。抗原可以是蛋白质、糖、脂肪、核酸或者杂交分子，然而大多数抗原使蛋白质。
如果免疫系统能够识别并杀死癌细胞，那人们为什么会得癌症？
据认为，大多数癌症很早就被免疫系统发现并排除，但一些癌症如果成功逃避了免疫系统就存活了下来。这些癌细胞是通过以下几种方式来躲避免疫系统的识别和追杀的：
癌细胞有正常细胞形成。人体的免疫系统能识别出外来入侵者，如病毒。但由于癌细胞起源于患者自身的细胞，这使得免疫系统很难识别出癌细胞。
癌细胞表面的靶点越多，它们就越容易被免疫系统杀死。但是靶点多的癌细胞被消灭后，剩下的都是靶点少的癌细胞。这些细胞由于表面的靶向抗原最少，它们有更好的机会存活下来，并且使癌症对免疫系统产生抗性。这就像用除草剂维护草坪一样，任何对除草剂产生抗性的杂草能存活下来并茂盛的成长。随后，这种除草剂就没有用处了。
癌细胞可以劫持人体的免疫控制系统，使免疫系统对癌症不起作用。人体内有很多控制开关来调节免疫系统的活动。一些癌细胞能够调节这些开关，从而使得肿瘤附近的免疫系统不起作用。针对这点的治疗方案很有前景。
为了躲避免疫系统，癌细胞产生很少量的自身信号，而这些信号通常是免疫系统用来识别有缺陷或被感染的细胞。癌细胞表面粘附的蛋白旗帜可以激活免疫系统，所以当癌细胞隐藏这些旗帜，就能躲过免疫系统的察觉。