瘤细胞进入血液循环系统后，要面临机体内的各种淋巴细胞的免疫反应，NK细胞作为第一线的免疫反应细胞，不需激活即可发挥非特异性杀伤效应，迅速分泌IFN-g、IFN-α、IL-2、GM-CSF等，通过这些细胞因子发挥抗肿瘤作用，其他T、B细胞也可通过激活体液和细胞免疫而产生抗肿瘤效应，所以血液中NK细胞的活性是决定肿瘤细胞发生血行转移的重要因素之一。实验证实，发热样的全身热疗（Fever-Like WBH，39.8±0.2℃）能使肿瘤组织内部内源性或外源性NK细胞的数量增加，诱发细胞凋亡。Wang等研究了发热样的全身热疗对淋巴细胞免疫功能的影响。结果发现，对小鼠进行39.8±0.2℃/6h的全身加温，可刺激T淋巴细胞蛋白激酶C（PKC）活性增加；促进淋巴细胞内部血影蛋白－细胞骨架的极化和尾足的形成，因而对淋巴细胞的功能具有活化和增强作用。40℃/90min的热作用还能活化B淋巴细胞，诱导外周血单核细胞（PBMC）免疫球蛋白分泌增加；促进中性粒细胞的移行和趋化作用。
全身热疗还能促使机体白细胞进行重新分布。淋巴细胞需要通过高内皮静脉（High endothelial venules）进入二级淋巴器官（淋巴结、脾脏和派伊尔小结）。实验表明，热疗通过刺激淋巴细胞内L-选择蛋白增加、刺激整合素依赖性（Integrin－dependent）淋巴细胞与高内皮静脉的黏附作用，促进淋巴细胞向二级淋巴器官移动，从而增强机体免疫监视作用。
热疗与肿瘤转移，恶性肿瘤的转移和种植播散有赖于癌细胞分解细胞外基质、突破肿瘤基底膜。癌细胞分泌的基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases，MMP），是肿瘤侵袭转移过程中降解细胞外基质的重要酶类，基质金属酶的活性与肿瘤的侵袭转移密切相关。实验证实，把肿瘤细胞加温至42℃/3h能降低肿瘤细胞内部cAMP浓度，因而明显抑制肿瘤细胞I型基质金属蛋白酶的基因表达和蛋白质合成，进一步抑制明胶酶原A的激活。同时，体外肿瘤细胞的侵袭性实验表明，42℃/3h的热效应能明显抑制肿瘤细胞的侵袭活动，从而抑制肿瘤的转移倾向。
新生血管的形成是肿瘤转移的关键环节，通过新生血管可将肿瘤细胞转移到其他部位，并可使肿瘤组织获得新的营养和氧气而不断生长。新生血管的生成受正负调节因子的共同调控，VEGF、bFGF、IL-8等为促进因子，其中VEGF被认为是作用最强、特异性最高的促进因子，而endostatin、TSP等为抑制因子。研究发现NPC组织的VEGF表达显着高于良性肿瘤组织，有淋巴结转移者要高于无转移者且远处转移者要高于局部转移者，表明VEGF可能在NPC的淋巴和远处转移中起重要作用。其中VEGF-C是VEGF家族中一员，参与淋巴管的形成，与淋巴浸润和转移有关。Akbulut H等发现血浆中VEGF水平可用于判断结直肠癌患者的预后。对于肝癌患者血浆中的VEGF、bFGF与血管形成指数（AS）正相关，而endostatin则与AS呈负相关，endostatin越高生存期越长，这也提示血管生成与肿瘤的发展密切相关。实验证明，42℃/4h能抑制癌细胞VEGF的基因表达和VEGF的合成。对肿瘤患者进行42℃×60min×4次（1次/周）全身热疗，病人血清VEGF浓度明显下降，并基本接近正常水平。
近20年来临床肿瘤热疗学发展较快，特别是近期我国热疗事业处于大发展的阶段。肿瘤热疗已成为肿瘤综合治疗手段之一，正在被临床肿瘤综合治疗所广泛应用，也引起了许多大的肿瘤中心的关注和研究。腔内微波热疗是我国热疗的特点，取得肯定效果和丰富经验，有效易行，值得推广（食管、宫颈、鼻咽、直肠）。区域长时间低热（39.5℃～41.9℃/1～3h）治疗对晚期肿瘤，特别是恶性胸、腹水患者，抽出腹水后注入化疗药物联合热疗有较好的效果。国产热疗机性能达到较好的质量保证，为开展区域性/全身热疗提供了保证。有关晚期肿瘤的治疗研究甚少受到注意。全身热疗对晚期肿瘤能发挥姑息疗效，近年来国内外又对全身热疗重新引起注意。术中、术后腹腔热灌注化疗，胸腔冲洗加射频热疗可使胸腹腔温度维持在40℃～42℃/60～120min。对可降低某些晚期肿瘤的复发率，胸、腹、盆腔肿瘤的术后亚临床灶的治疗，胸、腹、盆腔或其他部位复发转移灶的治疗，探查后未能切除的肿瘤，恶性腹水及胸水能起一定的作用。在胃癌、结肠癌、肝癌、胰腺癌，卵巢癌有相当好的姑息效果，值得推广。
高温消融热疗机（无论是HIFU，RF组织间，介入）的应用已取得了很多经验和扩大了适应证，值得进一步使用和研究。明确了热疗不单属于放疗。大力开展热化疗，特别是化疗耐药的肿瘤将有很好的前景，肿瘤内科医师将大有作为。解放军第107医院国家中西医结合肿瘤治疗重点专科，选择惧怕或拒绝手术的子宫肌瘤、前列腺肥大、乳腺纤维腺瘤或结节增生、卵巢实性占位等患者，采用HIFUNIT-9000型超声聚焦肿瘤消融机，在B超定位并监视下，通过6个换能器三位适形优化组合治疗方案，使靶区点点成线，线线成面，面面成体逐渐固化覆盖瘤体。结果476例患者治疗后瘤体内回声较前增高不均匀，瘤体内血流信号减少或消失，体积逐渐缩小，临床症状改善或恢复正常。随访1年以上，体积明显缩小或消失37%，缩小46.8%，无变化16%，增大0.2%。结论HIFU治疗良性占位或前列腺增生病，是一种无创无辐射有效安全的治疗方法。有关肿瘤热疗的免疫学研究正在深入进行，有关HSP-peptide肿瘤疫苗的基础研究已经开始。基因/免疫（HSP）治疗与热疗结合将为肿瘤治疗开辟新的领域。
热疗临床应用方面存在的问题。近年来热疗的基础研究进展很大，已跃出既往作为放化疗增敏剂的圈子。重新审视热疗在肿瘤治疗中的作用是必要的。加强热疗基础理论的研究从而更加支持热疗的临床应用，同时我们有必要找出既往临床研究中的问题。尽管有关热疗的临床报道不少，但认真分析起来也存有不少问题。由于旧的热生物学观念的束缚，在治疗中一味追求高于41.5℃的高温。因这个温度是细胞生物学研究指定的“域值”，而忘记了单个细胞与机体中生物的差别。于是造成高温下化疗药物的毒性增加，从而降低了治疗效益比。在联合治疗中仅把热疗作为“化疗的增敏剂”忽略了免疫因素的作用，因为这些理论是近年来的研究发现。全身热疗的研究多为混合多病种的IV期病人，预后参差不齐，疗效难以判断。而最新有关的理论可能更支持用于局部晚期而临床治疗达到完全缓解后的治疗，从而减少转移和复发。缺乏不同温度阶梯和分割方案的研究以找出最佳方案。较少单病种严格的随机分组研究观察资料和多中心研究；没有严格的质量控制（QC）措施，导致治疗病人疗效差异巨大。
热疗从原始的火针、烙铁、针灸到19世纪末，用丹毒毒素进行全身热疗乃至今日发展成为一门科学，经历了漫长的历史过程，历经几起几落，可至今，它作为一门学科仍显得幼稚和不够成熟。像任何其他学科一样，都要经历雏形、幼稚到逐渐成熟过程。这丝毫不影响它作为肿瘤治疗的一种极具有前途的治疗方式。因为它不同于放疗、化疗而具有自身特点，因而引起越来越多的医生、生物学家、免疫学家、生物工程学家的浓厚兴趣。同时目前仍有许多医务工作人员对热疗不了解，不少人虽有浓厚的兴趣，但缺乏所需的知识，以至在工作中出现失误、疗效不佳，甚至出现不良后果。
放射治疗研究中放射物理学的研究一直得到充足的发展，而放射生物学的研究远远跟在设备和临床经验之后。临床医生几乎把放射生物学远远地抛在脑后。热疗与放射治疗学的发展不同的是：热疗的生物学进展远超过物理学，一直在指导着肿瘤热疗的发展方向；而热疗技术的不成熟则一直影响着热疗的发展，甚至导致许多人对热疗的有效性产生怀疑。目前，热疗的疗效已是毋庸置疑的，热疗设备有了长足的发展。但热疗在肿瘤治疗中究竟应扮演什么角色，这需要大量的高质量的临床数据回答。可以预见，随着基础和临床研究的不断深入，肿瘤热疗这一古老而又新兴的学科将越来越得到肿瘤工作者的认同并在肿瘤综合治疗中奠定其重要地位。