抗癌药物发展先后出现三次革命，包括细胞毒性化疗药物、靶向治疗以及免疫疗法。免疫疗法革命性地改变治疗癌症的理念。
目前临床上使用最多抗癌化疗药物基本都属于细胞毒性化疗药物。化疗药物的基本治疗原理是，癌症细胞有不断分裂的特征，只要能杀死快速分裂的细胞，就可以治疗癌症。常用化疗药物机制各有不同，但统一作用都是杀死快速分裂的细胞。
细胞毒性化疗药物的死穴是，只寻找分裂快的细胞，不能区分恶性细胞还是正常细胞，在杀死癌细胞同时会杀死大量正常需要分裂的干细胞。因此，化疗药物使用剂量必须严格控制，太少不能杀死癌细胞，太多会产生严重副作用。
靶向治疗2000年后在临床上开始使用，主要针对化疗药物治疗指数太低。所谓治疗指数是能产生治疗效果需要的剂量和产生不可逆副作用的剂量之间的差异。治疗指数越大，说明药物越特异、越好。靶向治疗就是对癌症细胞特异性强的化疗药物，这种药物只杀死癌症细胞，不影响正常细胞。第一个真正意义的特异靶向药物是2001年上市的用于治疗BCR-ABL突变慢性白血病的格列卫(Gleevec)。这是癌症药物的二次革命。这类药物副作用小，提高了治疗指数。值得注意的是，当前的精准治疗的理论基础正是靶向治疗。
相对于传统化疗或靶向治疗，免疫疗法的本质是针对免疫细胞，不是癌症细胞，是动员患者自身天然的抗癌症免疫功能。
传统癌症治疗方法存在三大缺陷。传统手术、放化疗的目标是直接去除或杀死癌细胞。这种治疗方法可能导致患者自身极大伤害，免疫功能也可能受到伤害。同时，每个癌细胞可能都不一样，多数抗癌药，尤其是靶向药物，只针对特定类型的癌细胞有效。此外，癌细胞会不断进化，容易出现耐药性，导致癌症复发率很高。免疫疗法靶点是正常免疫细胞，是激活人体自身免疫系统来对付癌症细胞。在理论上免疫疗法能避免上述缺陷。
