Immunoterapian tarkoituksena on herättää potilaassa antitumoraalinen immuunivaste, joka tunnistaa syöpäsolut vihollisiksi. Antitumoraalisessa immuniteetissa kasvainsolut tuottavat mutatoituneita antigeenejä, joita antigeeniä esittelevät solut, esimerkiksi dendriittisolut, syövät, prosessoivat ja esittelevät T-soluille. Tämän seurauksena T-solut muuttuvat sytotoksisiksi T-soluiksi. Nämä aktivoidut tappajasolut kertyvät kasvaimen ympäristöön, jossa ne tunnistavat kasvainsolut, kiinnittyvät niihin ja vapauttavat kasvaimeen sytotoksiineja, aiheuttaen syöpäsolun apoptoosin. Immunoterapia perustuu elimistön luontaisen immuuni-inhibition poistamiseen. Samalla kun tämä inhibitio estää autoimmuunireaktioita, se jarruttaa antitumoraalista immuniteettia. Viime vuoden fysiologian ja lääketieteen Nobel myönnettiin James Allisonille ja Tasuko Hondolle, jotka keksivät, miten kaksi näistä jarruista, CTLA-4 ja PD-1/PD-L1, voidaan ohittaa.