癌細胞擴散至距離原始腫瘤遙遠的器官及組織。此時癌細胞流竄於全身，必需借助循環全身的化學治療藥物治療。安寧照護將是治療選項之一。
註解：癌細胞將於所到之處繼續失控的繁殖。舉例：若肺癌細胞轉移到肝臟，則肝臟將出現不斷增生的肺部細胞（不具肺功能），且此細胞具有入侵正常肝臟細胞的能力，導致肝功能不斷降低；反之，不具入侵能力但失控繁殖的細胞，稱為良性腫瘤。
肿瘤在其生长过程中，虽然能够暂时通过建立新生血管解决自身给养问题，但是快速的增长一样会将之推向资源和空间匮乏的边缘。隨著腫瘤細胞持續生長，在這樣競爭的壓力下，这时肿瘤就会扩散。而这种肿瘤在生长过程中侵略性不断增加的过程则被称为演进（progression）。具体的行为则是生长的加快，并且开始入侵周遭的正常组织（癌症浸润），并且通过血管转移到远端（癌症转移）。
肿瘤，癌和癌症的关系 正常組織轉變成腫瘤需經一連串的過程。從最初期的細胞增生，多半可藉由身體本身的防禦機制加以清除或保持穩定。到成為一團腫塊的良性腫瘤，此時身體已無法自立將其去除，而只能選擇共存。但是也並非所有良性腫瘤都會轉變成為惡性腫瘤。惡性腫瘤是指當增生的細胞侵入周遭組織，並獲得新生血管供應養分後，開始快速生長且轉移到其他組織的時候，也叫做癌症。
微量營養素缺乏被認為與癌症有關，但是進行隨機臨床實驗需要眾多人數參與，需時多年才能完成，因此花費也極為昂貴和複雜，所以很少實施。而通常只能以單劑量來做實驗，缺乏其他濃度比較，使得難以評估實際臨床所需的量也是一大問題。
畸胎瘤是性腺或胚胎剩件中的全能细胞发生的肿瘤，常发生于性腺，一般含有两个以上胚层的成分，结构混乱，也有良性和恶性之分。
主要原理是使用高專一性的單株抗體直接結合到腫瘤細胞特有的蛋白質或是細胞激素，影響腫瘤細胞的生長、引起免疫系統反應或是其他功能。已經發展的藥物有針對乳癌的曲妥珠单抗和針對白血病的吉妥单抗在臨床使用。
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癌症源于正常细胞转变为肿瘤细胞的多阶段过程，通常从癌前病变发展到恶性肿瘤。这些变化是一个人的遗传因素与三种外部因素相互作用的结果，外部因素包括：
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一旦肿瘤细胞成功地进入血液，它们将面临着一个全新的挑战：在血液的转运中存活。大多素细胞，包括肿瘤细胞不是为了适应血液系统中的压力而产生的。肿瘤细胞在这种转运中存活下来的方法之一就是利用血小板来作为它们的保护盾。血小板是一种小型血细胞，能够围绕在肿瘤细胞周围并保护它们不受血压破坏以及被免疫细胞攻击。
筛查旨在确认尚未出现症状但已具有暗示特定癌症或癌症前期迹象的个体。如在筛查中发现异常，则应进行进一步检测以作出明确诊断，如果证明存在癌症，还应转诊进行治疗。
一个非常大范围的变化会发生于正常细胞转变为能够形成肿瘤的细胞的过程。所有的癌细胞都有着在执行“启动”的信号缺席或是“停止”信号存在的情况下生长分裂的能力。这些变化在细胞的物理特性上也是可检测到的。它们包括：
如下图所示，人淋巴瘤细胞经化疗药物喜树碱处理。正在进行细胞凋亡过程的细胞显示黄色并且展现出在经过细胞凋亡过程而死亡的细胞中会见到的特征性的细胞膜起泡。