是取對腫瘤有免疫力的具有抗腫瘤活性的細胞輸給患者，或取患者自身的免疫細胞在體外活化、增殖后再轉輸入患者體內，使其在患者體內發揮抗腫瘤作用。過繼免疫治療的效應細胞具有異質性，如CTL、NK細胞、巨噬細胞、淋巴因子激活的殺傷細胞（lymphokine-activated killer cells, LAK）和腫瘤浸潤性淋巴細胞(tumor-infiltrating lymphocytes, TIL)等都在殺傷腫瘤細胞中起作用。
LAK細胞是外周血淋巴細胞在體外經過IL-2培養后誘導產生的一類新型殺傷細胞，其殺傷腫瘤細胞不需抗原致敏且無MHC限制性。TIL是從實體腫瘤組織中分離得到的，經體外IL-2培養后可獲得比LAK細胞更強殺傷活性的細胞。CTL是TIL細胞的主要成分。