为改善免疫系统识别和破坏癌的功能，研究者们已生产出生物反应调节剂。这些物质运用于以下几方面：
·通过提高肿瘤杀伤细胞数量或产生一个或多个化学递质(传递介质)来刺激机体抗瘤反应。
·直接作为肿瘤杀伤物或化学递质。
·降低抑制免疫反应的机体正常机制。
·改变肿瘤细胞来增加促进免疫反应的可能或使肿瘤细胞更易被免疫系统破坏。
·提高机体对放射治疗(以下简称放疗)或化学治疗(简称化疗)的耐受力。
干扰素是最出名且最广泛应用的生物反应调节剂。几乎所有人体细胞都天然能产生干扰素，但也能通过重组分子生物学技术制造。虽然它的作用机制不完全清楚，但干扰素在几种癌症的治疗上是有用的。在大约30％的卡波西肉瘤病人、20％的年轻慢性髓性白血病患者和15％的肾母细胞瘤病人中有较好的疗效反应(包括某些治愈)。另外，干扰素延长了完全缓解的多发性骨髓瘤和一些淋巴瘤患者的无瘤生存期。
杀伤细胞治疗，一些从癌症患者血液样本中分离出来的自身淋巴细胞(一种白细胞)。在实验室，这种淋巴细胞与一种称为白介素-２(一种T细胞生长因子)接触产生淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK细胞)，然后静脉回输给病人。这些细胞比机体天然的细胞更能识别和破坏癌细胞。虽然大约25％～50％的恶性黑素瘤和肾癌病人对LAK细胞治疗反应好，但这种形式的治疗还处在实验室阶段。
体液(抗体)治疗提高机体的抗体生成。如像减毒(稀释)结核杆菌提取物已试用于一些癌症，据了解它们增加免疫反应。直接将结核杆菌注入黑素瘤几乎总是引起癌块消退。偶尔这种效果延伸至已播散至机体其他部位(转移)的肿瘤。医生们已成功地用结核杆菌来控制尚未侵入膀胱壁的膀胱癌。
另外的实验进展是把肿瘤特异性抗体与抗癌药相联合。这些抗体在实验室合成后注入人体，引导抗癌药到达癌细胞。
除此之外，在实验室制造的抗体能粘附癌细胞和杀伤性淋巴细胞，使两种细胞粘在一起，这样杀伤性淋巴细胞就能破坏癌细胞。但这项研究还没能广泛应用于癌症治疗。
最近的研究为新的治疗带来希望，其中一些研究应用了癌基因片段，这些片段在细胞调节和生长方面较重要。