Da li će rak nastati u tijelu ovisi direktno od toga da li će imuni sistem prepoznati i uništiti mutirane ćelije na vrijeme. Najjednostavniji model koji objašnjava ovaj, veoma komplikovani, mehanizam se zove imunološki ciklus raka.

Na početku imunološkog ciklusa stoje same ćelije raka. One otpuštaju specifične proteine – antigene, koje prepoznaju ćelije imunog sistema. Prepoznate antigene transportuju ćelije imunog sistema do limfnih čvorova gdje ih prezentiraju T-ćelijama. Ključni korak imunološkog ciklusa leži u tome da li će i T-ćelije prepoznati ćelije karcinoma kao opasnost. Ukoliko dođe do toga, T-ćelije se aktiviraju, umnožavaju, ulaze u krvotoki dolaze do tumora. Na osnovu antigena koji sui m prezentirani, T-ćelije napadaju ćelije karcinoma i uništavaju ih. Uništavanjem ćelija karcinoma oslobađaju se novi antigeni te imunološki ciklus počinje opet. U idealnom slučaju, ovaj samoodrživi proces štiti organizam od potencijalnog razvijanja raka.