正常细胞的分裂和生长受到严密的调控。分布于各组织的细胞功能经过了精心的设计：选择性表达特定的基因，低水平表达刺激细胞生长的细胞因子，以及适时启动凋亡程序。然而，总有一些细胞，要么是在DNA复制时错配修复机制出了问题，或者是感染了某些逆转录病毒，导致调控细胞生长的基因过度表达，并且凋亡程序失效。如此原本应该受控的细胞就会发生恶变,从其周边掠夺式地获取各种营养，疯狂增殖形成肿瘤。及时发现并清除掉这些危险细胞，就是免疫系统的免疫监视功能。 

自然杀伤细胞(NK细胞)、T淋巴细胞以及B淋巴细胞是执行免疫监视功能的重要细胞。NK细胞是淋巴细胞的一个亚群，具有广泛的杀伤活性，被认为是识别和清除癌变细胞的“先头部队”。动物机体内正常细胞都会表达被称为主要组织相容性复合体(MHC)的蛋白质,主要有MHC-I和MHC-II两种类型。所有有核细胞都表达MHIC-I并镶嵌在细胞膜上,作为“自己人”的身份标识，从而避免被NK细胞“误伤”。

癌变细胞由于基因突变，原本表达水平很低的基因失去了控制而大量表达，其产物降解的残余片段结合在MHCI分子上被转运到细胞膜表面。这些携带“异常”MHC-I类分子的细胞被NK细胞所识别后作为“异己”被消灭。另有一些不表达MHC-I类分子或表达量很低的癌变细胞，则会由于没有“自己人”的身份标识而被NK细胞所识别并清除掉。这一机制可以清除掉绝大部分变异的细胞。但由于癌变细胞具有很强的变异和增殖能力，有时候个别癌细胞会避开NK细胞的清除作用。这些残留的癌变细胞就挣脱了免疫系统的控制而继续发展，进而扩散至其他部位发生癌变和转移。