肿瘤微环境，即肿瘤细胞生活的环境，其中不仅包括了肿瘤细胞本身，还有其周围的成纤维细胞、免疫和炎性细胞、胶质细胞等各种细胞，同时也包括附近区域内的细胞间质、微血管以及浸润在其中的生物分子。
肿瘤微环境的特征包括低氧、pH降低、炎症反应和免疫抑制等。
缺氧是所有实体瘤的共性，以肿瘤的中心向外, 缺氧的程度逐渐减弱。研究表明，瘤内缺氧主要通过缺氧诱导因子(HIF) 信号通路来产生后续的生物学反应。缺氧诱导HIF-1α高表达, 并与程序性凋亡配体-1 (PD-L1) 启动子的HRE结合, 上调骨髓来源免疫抑制细胞( MDSC) 表面PD-L1的表达。
细胞毒T淋巴细胞相关抗原4（CTLA-4）、PD-1/PD-L1、免疫抑制细胞Treg、MDSC和瘤内血管及吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）的异常等, 使得微环境成为机体抗肿瘤免疫反应及免疫干预的“黑洞”, 难以有效杀伤肿瘤细胞。
肿瘤的生长和进展离不开血管。肿瘤血管不仅提供氧气和营养物质，并清除废物，而且为“癌症干细胞”提供有利的环境，为肿瘤细胞的转移和免疫细胞的浸润提供通道。肿瘤血管的渗漏，再加上淋巴引流功能紊乱，导致TME间质流体压力升高。肿瘤细胞能够克服这些条件，甚至通过多种机制获得比非恶性细胞更强的生存优势。
异常的血管和受损的灌注也可以限制细胞毒性药物和免疫细胞从血液循环进入肿瘤，从而限制它们的抗癌活性。肿瘤的血管往往螺旋状且不规则，与人体正常血管不同，如内皮细胞不完整或缺失、基底膜中断或缺失、血管分布不均匀、毛细血管间距增大、动静脉短路、间质内液增多以及血管黏度增加等。
肿瘤细胞和肿瘤微环境是相辅相成的，肿瘤微环境的异质性和肿瘤患者对于免疫疗法的不同响应率存在着密切的关系。研究表明，肿瘤微环境和免疫治疗疗效密切相关，通过对肿瘤免疫微环境进行分型，可以更好的指导临床治疗，实现精准医疗。