免疫細胞療法は、免疫を司る細胞を体外で培養して増やし、体内に戻す方法です。通常、がんがあると体内では抑制がかかり、免疫細胞はがん細胞の攻撃に必要なほど増えることができません。体外ではこのがんによる抑制から解放されるため、十分に増えることができます。また、いろいろな操作をすることにより、体内よりももっと強力にがんを殺す能力をもった細胞（Tリンパ球、NK細胞、NKT細胞など）を直接体内に投与する方法と、がん細胞の情報を伝達する樹状細胞を投与する方法もあります。後者は樹状細胞ワクチン療法といわれています。ワクチン療法は免疫細胞を投与するよりも、少量の細胞で効果が期待できますが、体内でリンパ球を増やすため、がんによる免疫抑制状態が強い場合には効果はありません。このためワクチン療法は比較的がんの量が少ない術後の患者さんや初期のがん患者さんに向いている治療といえます。