Les cellules tumorales diffèrent des cellules saines ordinaires par leurs schémas de croissance, leurs cycles de vie et leurs méthodes de communication intercellulaire. Elles varient en taille et en forme et présentent souvent des noyaux irréguliers, qui contiennent des chromosomes désorganisés. Les cellules tumorales sont capables de se développer sans être détectées par le système immunitaire du corps et de désactiver les cellules immunitaires attaquantes.
Lynne Eldridge M.D. pour About.com explique que les cellules normales fonctionnent avec une fonction spécifique et sont régulées par un système organisationnel strict qui leur indique à quelle vitesse se développer, où se développer et quand arrêter de croître. Les cellules tumorales ne remplissent aucune fonction dans le corps, même lorsqu'elles correspondent à un organe spécifique et imitent les cellules normales. Les cellules tumorales se multiplient à un rythme rapide sans s'arrêter et n'obéissent pas au système de communication dans le corps qui régule le comportement des cellules normales, note Eldridge.
Les cellules tumorales n'ont pas de revêtement adhésif externe que possèdent les cellules normales, ce qui permet aux cellules tumorales de se séparer les unes des autres et de se déplacer vers d'autres zones du corps. Pour cette raison, le cancer est capable de se propager à partir de son site tumoral d'origine et de s'implanter ailleurs dans le corps et de commencer à se multiplier rapidement pour former de nouvelles tumeurs. Selon Eldridge, les cellules normales tirent de l'approvisionnement en sang du corps uniquement lorsqu'il est nécessaire de réparer les tissus endommagés. Cependant, les cellules tumorales exploitent indéfiniment les réserves de sang et construisent un réseau de vaisseaux sanguins localisés pour alimenter constamment leur croissance.