تحدث الإصابة بالسرطان عندما تنقسم الخلايا بشكل لا يمكن السيطرة عليه. وهذه الخلايا غير الطبيعية يمكن أن تهاجم الأنسجة القريبة أو تنتقل إلى المواقع البعيدة عن طريق الدخول إلى مجرى الدم أو الجهاز الليمفاوي. ولكي يعمل جسم الإنسان بشكل طبيعي، يجب أن يشتمل كل عضو على عدد معين من الخلايا. ومع ذلك، فإن الخلايا في معظم الأعضاء تتسم بقصر مدة الحياة، ولكي يستمر الجسم في أداء وظائفه، فإنه يكون بحاجة لاستبدال هذه الخلايا من خلال عملية انقسام الخلايا.

ويتم التحكم في انقسام الخلايا عن طريق جينات توجد في نواة الخلية. فهذه الجينات تعمل كدليل إرشادات يخبر الخلية بالبروتينات التي يجب عليها القيام بتصنيعها وكيفية قيامها بعلمية الانقسام والعمر الذي ستعيشه هذه الخلية. هذه الشفرة الوراثية يمكن أن تتعرض للتلف نتيجة عوامل متعددة مما يسفر عن حدوث أخطاء داخل دليل الإرشادات. ويمكن لهذه الأخطاء أن تغير وظائف الخلية بشكل كبير. فبدلاً من بقاء الخلية على حالتها، ربما تواصل الانقسام، وبدلاً من أن تموت، قد تظل على قيد الحياة.

وهناك عدد من الآليات التي يمكنها منع حدوث الأخطاء الجينية وإزالة الخلايا غير الطبيعية وراثيًا من الجسم. وعلى الرغم من ذلك، تكون هذه الدفاعات غير كافية بالنسبة لبعض الأشخاص، فتنمو مجموعة الخلايا غير الطبيعية التي أفلتت من أنظمة الجسد الدفاعية. هذه الخلايا السرطانية تقوم بطرد وتدمير الأنسجة الطبيعية.

وتتطلب الخلايا السرطانية بعض المغذيات كي تبقى وتنمو. ويمكن للعديد من السرطانات أن تحفز نمو الأوعية الدموية لكي تمدها بالغذاء اللازم لها. و بل إن كلمة كانسر Cancer “أي سرطان” مشتقة من الكلمة اللاتينية كانكري “Cancri” التي تشير إلى الحيوان المعروف بنفس الاسم (سرطان). فقد كان القدماء يعتقدون أن الأوعية الدموية الكبيرة التي تحيط بكتلة متورمة تشبه مخالب وأقدام السرطان.