TNF在人、鼠腫瘤細胞株或原代培養的人癌細胞中，以及荷瘤裸鼠中都表現出殺瘤或抑瘤作用和免疫調節活性。應用TNF在治療腫瘤等方面大多尚處于臨床試驗階段，其也可與IL-2聯合治療腫瘤，目前認為全身用藥的療效不及局部用藥，后者如病灶內注射，局部濃度高且副作用也較輕。近年來已采用TNF基因治療開始對黑色素瘤等腫瘤進行臨床驗證。另外，TNF胸膜內給藥，可以使轉移性胃癌和乳腺癌病人的胸水中的癌細胞顯著減少甚至完全消失。
2003年，國內也是世界上第一例突變體新型人重組腫瘤壞死因子（nrhTNF）獲得批準生產。