利用免疫學的理論和方法研究腫瘤的發病機制、預防、診斷和治療的一門科學。它是免疫學的分支學科之一。生物細胞在正常分裂增殖過程中具有一定的變異率，但突變的細胞不一定是惡變細胞，由惡變細胞形成的腫瘤是細胞分裂和分化障礙造成的結果。這些惡變細胞與原正常細胞有很多不同點（如伴有新的抗原）因而可引起機體的免疫應答。機體對腫瘤的免疫應答包括免疫監視和免疫排斥。腫瘤免疫是機體在腫瘤抗原刺激以前對腫瘤具備的非特異性免疫和在刺激以後產生的特異性免疫的總和。
腫瘤細胞既有與同類正常細胞相同的表面抗原(如移植抗原)，也有與同類正常細胞不同的腫瘤特異性抗原。對腫瘤抗原的研究已證明：
（1）同一種病毒所誘發的惡變細胞，不論在什麼種類的動物身上，也不論發生的腫瘤屬於什麼性質，所獲得新抗原的抗原決定簇是一致的。即抗原性是由病毒決定的；
（2）同一化學物質所誘發的各種腫瘤，無論其組織學外觀如何相似，不同型細胞的抗原性是不相同的；
（3）從同一組織型別衍化來的腫瘤常具有在胚胎細胞中也存在的共同分化抗原（又稱腫瘤胚胎抗原），如肝癌的甲胎蛋白和腸癌的癌胚抗原；
（4）細胞表面的抗原在細胞分裂時可以改變，在某些情況下，腫瘤胚胎抗原僅僅代表與有絲分裂有關的因子；
（5）各種腫瘤的抗原性有很大差別。一般說來，體內自發性腫瘤的抗原性較弱，而化學致癌物質誘發的腫瘤抗原性強弱居中，病毒在體內誘發的實驗性腫瘤的抗原性較強。
在實驗動物中，腫瘤抗原能引起多種免疫應答，包括能抵抗腫瘤的生長。迴圈抗體能對遊離狀態的腫瘤細胞發生作用，細胞免疫則對實體腫瘤細胞發生作用。人們常用微量培養法檢測白細胞抑制腫瘤細胞生長的能力（如進行集落抑制試驗、微量細胞毒試驗等）。免疫缺陷（尤其是細胞免疫缺陷）患者的腫瘤發病率遠遠高於正常人。接受器官移植的病人發生惡性腫瘤的機會較多，這是由於免疫抑制劑的應用，雖然延長了移植物的存活，但也降低了機體的免疫功能。免疫缺陷和因接受器官移植而應用免疫抑制劑的患者所發生的惡性腫瘤主要是上皮癌、淋巴瘤和白血病。機體對腫瘤的免疫應答相當複雜，有待積累更多的資料才能得出確切的結論。另一方面，腫瘤可能有某些機制與具有損傷腫瘤的免疫系統相互作用，使其得以存留髮展。這些機制包括：
（1）逃逸。少量腫瘤細胞不易引起機體致敏，等到機體建立免疫應答時，已經不易殺傷腫瘤細胞了；
（2）抗原調變。腫瘤細胞表面的抗原性改變，以逃避宿主免疫系統的作用；
（3）腫瘤引起免疫抑制。腫瘤細胞剛出現時，抗原量少而弱，持續刺激宿主則能誘發免疫耐受性，使宿主失去對腫瘤的免疫應答能力；
（4）封閉因子引起免疫促進作用。封閉因子包括封閉抗體、過多的遊離抗原和抗原-抗體複合物，機體對腫瘤可產生細胞毒性抗體和封閉抗體。細胞毒性抗體可與補體或 K細胞協同殺死和溶解腫瘤細胞。但是，腫瘤細胞脫落抗原而與這些抗體結合，就可阻止這些抗體的細胞毒作用。封閉抗體與腫瘤細胞結合，不但於腫瘤無害，反而阻止了致敏淋巴細胞和細胞毒性抗體對腫瘤細胞的殺傷作用。
包括 3個方面：檢查腫瘤標記物質、檢查特異性抗體和檢查細胞免疫狀態(見免疫診斷)。
腫瘤標記物質是指腫瘤細胞代謝過程中所產生的大分子物質，包括腫瘤特異性抗原和腫瘤相關的抗原（如癌胚抗原），一般可以從血或尿中檢測。常見的標記物質有肝癌的甲胎蛋白，結腸癌、胰腺癌等的癌胚抗原，絨毛膜癌等的絨毛膜促性腺激素。就特異性而言，以甲胎蛋白作為對肝癌的診斷標記比較令人滿意。以癌胚抗原作為對結腸癌的診斷標記，特異性是不夠的，但是作為預後指標可以較早地預示復發。
現在檢測腫瘤特異性抗體的方法尚不完善，特異性也未確定。由於腫瘤免疫以細胞免疫為主，因此，人們採用面板試驗、巨噬細胞移動抑制試驗、 T細胞或其亞群的檢測來判斷患者的預後。關於特異性抗體和特異性細胞免疫的檢測，主要問題是至今還沒有找到純腫瘤特異性抗原，因此，在腫瘤免疫研究中，當前亟待解決的問題是腫瘤抗原的提純，而單克隆抗體研究的進展已為此提供了有利條件。
免疫治療只能作為輔助手段，在特異性免疫治療中，可利用經電離射線或抗癌藥物等處理過的自體瘤苗、異體瘤苗、人胚勻漿以及與異種蛋白結合的強化抗原性瘤苗。在特異性被動免疫治療中，可採取抗腫瘤血清被動免疫治療和抗癌藥與抗體聯結的免疫化療，也可採取免疫組織、細胞或活性物質（如骨髓、白細胞、轉移因子、免疫核糖核酸等）的輔助治療。此外，也可使用卡介苗、短小棒狀桿菌、細菌內毒素、褐藻酸鈉、植物血凝素、二硝基氯苯等免疫刺激劑，提高機體的細胞免疫功能。
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