Общая особенность рака неконтролируемое деление клеток, что приводит к массе клеток, которая называется опухоль. Опухоль считается доброкачественной до тех пор, пока она не начнёт проникать в близлежащие ткани, с этого момента она является злокачественной. В здоровых клетках распространение жёстко регулируется через сложную сеть положительных и отрицательных регулирующих факторов.

Эти факторы обеспечивают разделение клеток только тогда, когда они должны это делать. При кодировании генов положительные регуляторы мутируются для производства сверхактивных белков, они называются онкогенами. Некоторые вирусы вызывают рак путём введения их собственных копий онкогенов в здоровые клетки.

Например, у вирусной версии фермента SRC, ключевой молекуле, участвующей в клеточной сигнализации, отсутствует регуляторный домен, который контролирует человеческую версию. Отсутствие этой области вызывает самопроизвольное деление в клетке-хозяине. В отличие от онкогенов, гены-подавители опухоли кодируют белки, которые отрицательно регулируют распространение.

Когда они мутируют, клеточное деление идёт без проверки. До 50%опухолей человека имеют мутации в кодирование гена подавителя опухоли для p53. Этот многофункциональный белок необходим для управления циклом клетки и апоптозом.

Неконтролируемое распространение клетки приводит к росту опухоли. Это означает, что клеткам необходимо больше кислорода и питательных веществ. В процессе, называемом ангиогенезом, они создают факторы роста, которые способствуют развитию опухоли из кровеносных сосудов.

Чем больше опухоль продолжает расти, тем больше клеток продолжают деление и изменение, тем выше шанс, что клетки могут освободиться от опухоли и распространиться в другие части тела. Распространение раковых клеток от опухоли называется метастазированием и является причиной почти 90%смертей, связанных с раком. Серьёзный вызов в лечении рака тот факт, что это не одно стандартное заболевание, у каждого больного раком есть специфические генные мутации, и каждая опухоль сложена из разных групп мутировавших клеток.