細胞免疫機制在機體抗腫瘤效應中發揮著最主要的作用，包括：
（一）T細胞 CD8+T細胞的殺傷活性在機體抗腫瘤效應中起關鍵作用。
（二）NK細胞 NK細胞無需抗原致敏，且不受MHC限制，故被視為機體抗腫瘤的第一道防線。機制可能是：①釋放穿孔素和顆粒酶；②通過Fas/FasL誘導腫瘤細胞凋亡；③釋放NK細胞毒性因子（NKCF）及TNF 等可溶性介質；④通過ADCC作用；⑤釋放IFN－γ、IL－l、IL－2等細胞因子，加強或擴大其抗瘤作用。
（三）巨噬細胞 機制為：①ADCC作用；②通過非特異性膜受體直接與腫瘤細胞結合，發揮殺瘤效應；③通過介導的胞毒作用（MMC）直接殺傷腫瘤細胞；④非特異性吞噬和殺傷腫瘤細胞；⑤腫瘤抗原激活T 細胞，激活特異性殺傷腫瘤；⑥巨噬細胞的抗原提呈作用也參與T、B細胞的特異性抗腫瘤免疫應答。
（四）樹突狀細胞（DC）