Tek hücreden köken alan kontrolsüz hücre çoğalması olarak tanımladığımız kanserin 2040 yılına kadar %47 oranında artması öngörülürken, kanseri başlatan ve ilerleten mekanizmalar hala yoğun şekilde araştırılmaktadır. Kanserin biyolojik süreçleri, tanının zamanlaması, klinik karar verme süreçlerinde tedavide doğrudan rol oynar. Ve bu sürece dahil olan genler, proteinler, mRNA’lar, miRNA’lar ve metabolitlerin kanser prognozuna etkilerini belirlemek için in vitro ve in vivo modeller kullanılmaktadır. İn vitro modeller hücresel düzeyde önemli bilgiler sağlasa da immün sistem ve doku mikroçevre etkileşimlerini yansıtmakta sınırlıdır. İn vivo modeller ise immün yanıt, anjiyogenez ve metastaz gibi biyolojik süreçlerin incelenmesini sağlar. Spontan, indüklenmiş ve transplantasyon temelli modeller, in vivo kanser araştırmalarında kullanılan yaklaşımlar arasındadır. Ek olarak genetik olarak modifiye edilmiş hayvan modelleri, hedeflenmiş genlerin kontrolüyle karsinogenez mekanizmaların daha ayrıntılı incelenmesini sağlar. Organoidler tümör heterojenliğini koruyan üç boyutlu modeller sunarken; yapay zekâ yaklaşımları deneysel stratejilerin güncellenmesine, nanoteknoloji ise moleküler süreçlerin in vivo izlenmesini sağlayarak modern kanser araştırmalarını farklı bir boyuta taşımıştır. Deneysel modelleme yaklaşımları, kanser biyolojisine yönelik anlayışımızı derinleştirerek araştırmalara yeni bir perspektif kazandırmakta ve hastalığın karmaşık yapısının daha net biçimde aydınlatılmasını mümkün kılmaktadır. Bu bölümde, söz konusu deneysel modellerin temel özellikleri ile translasyonel onkoloji açısından güçlü ve sınırlı yönleri ayrıntılı olarak ele alınacaktır.