Cadascun dels antígens identificats en neoplàsies malignes originades a partir dels mateixos tipus cel·lulars, en cèl·lules normals i en tumors benignes de l'ésser humà i dels animals, que són reconeguts pels limfòcits T i B. Els primers intents de caracterització dels antígens tumorals es fonamentaven en la producció d'anticossos monoclonals específics de les cèl·lules tumorals i en la definició dels antígens que aquests anticossos reconeixien. La primera classificació dels antígens tumorals es basava en llurs patrons d'expressió. Així, els antígens que s'expressen en les cèl·lules tumorals, però no pas en les cèl·lules normals, foren anomenats antígens específics de tumor, mentre que els que també s'expressen en les cèl·lules normals foren denominats antígens associats al tumor. Un avenç important fou el desenvolupament de tècniques d'identificació d'antígens reconeguts pels limfòcits T específics del tumor. La major part dels creixements sobre aquests antígens es limita als antígens reconeguts pels limfòcits T citolítics CD8⁺, per bé que darrerament hom ha efectuat intents d'identificació d'antígens que siguin reconeguts pels limfòcits T col·laboradors CD4⁺. Els antígens tumorals que són reconeguts per les cèl·lules T CD8⁺ són pèptids derivats de proteïnes que són processades en el citosol i que són presentades en la superfície de les cèl·lules tumorals o molècules de la classe I del complex principal de la histocompatibilitat. Les principals classes d'antígens tumorals són: antígens tumorals produïts per muntants oncògens de gens cel·lulars normals, antígens de trasplantament específics de tumor, proteïnes cel·lulars normals sobreexpressades o que s'expressen de forma aberrant en les cèl·lules tumorals, antígens tumorals codificats per genomes de virus oncògens (associació de virus d'Epstein-Barr amb limfomes de cèl·lules B i amb carcinoma nasofaringe, o del virus del papil·loma humà amb el càncer de coll uterí), antígens oncofetals, antígens glicolipídics i glioproteics de superfície anormals que poden ésser marcadors diagnòstics i dianes terapèutiques, i antígens de diferenciació específics de teixits. La classificació moderna dels antígens tumorals es basa, per tant, en llur estructura molecular i en llur origen.