肿瘤抑制基因（Tumor suppressor genes）编码的蛋白质通常抑制细胞分裂。这些基因中一个或更多的突变都可导致肿瘤的形成。有缺陷的肿瘤抑制基因导致的无节制生长，与致癌基因不同，它在遗传上是隐性的。只有在一对染色体的两条上都含缺陷基因时肿瘤才形成。一个人如果遗传获得了一个正确的拷贝和一个有缺陷的拷贝，将不会引起疾病，但在此人身体的每一个细胞中都会有一个拷贝的此缺陷基因。如果1012个体细胞中的任何一个细胞随后在一个正常拷贝中发生了一个突变，肿瘤就会从此双重突变的细胞生长出来。如果突变发生在pRb、p53 或p21 的两个基因的拷贝中，就会产生缺乏正常细胞分裂限制的细胞，从而导致肿瘤的形成。

视网膜母细胞瘤是视网膜的一种癌症，发生于有两个缺陷Rb 等位基因的儿童中。患有视网膜细胞瘤的非常年幼的小孩，通常在双眼中有若干肿瘤。每一个肿瘤都来自于Rb基因上一个正常拷贝发生了突变的单个视网膜细胞（每个细胞有两个突变等位基因的胎儿是无法存活的）。有视网膜母细胞瘤病人的肺癌、前列腺癌和乳腺癌的发病率也很高。

一个生来就有一个基因的两个正常拷贝的人在同一细胞、同一基因上发生两个独立的突变的可能性小得多，但的确有发生。有些人在孩提后期才发生视网膜母细胞瘤，常常仅在一只眼睛中且仅有一个肿瘤。这些个体被认为是生来每个细胞就有pRb 基因的两个正常拷贝，但却在一个视网膜细胞的两个pRb 基因上发生了突变，导致了肿瘤的发生。(www.daowen.com)

p53 的基因突变也会引起肿瘤；50%以上的人类皮肤癌和大约50%的人类的其他癌症中，p53 都是有缺陷的。继承了p53 的一个缺陷拷贝的稀有个体，通常患里-费综合症（Li-Fraumeni syndrome），这种综合症在早年高频多发乳腺癌、脑癌、骨癌、血癌、肺癌和皮肤癌等。对此情形的多发肿瘤的解释与Rb 突变相同：生来在每个体细胞中就存在p53 的一个缺陷拷贝的个体，在他（她）的有生之年里不止一个细胞发生了p53 的第二个突变。

致癌基因和肿瘤抑制基因的突变效应不是全有或全无的。在有些也可能是全部的癌症中，从正常细胞过渡到恶性肿瘤（Malignant tumor）涉及多种突变的积累（有时超过数十年的积累），其中没有一种突变单独可以引发最终的效应。例如，结直肠癌（Colorectal cancer）的发生有几个可识别的阶段，每个阶段都与一种突变相关。如果结肠中一个正常上皮细胞的结肠腺瘤性息肉病APC（Adenomatous polyposis coli）肿瘤抑制基因的两个拷贝发生突变，它比正常细胞分裂得快，产生一个自己的克隆，这就是一个良性腺瘤（Benign polyp）即早期腺瘤。由于某些不明的原因，此APC 突变导致染色体的不稳定，染色体中的整个区域在细胞分裂中丢失或发生重排。这种不稳定性会导致另一种通常为ras的突变，ras 的突变使此克隆转变为中期腺瘤（Intermediate adenoma）。第三种突变（可能在肿瘤抑制基因DDC 中）导致一个晚期腺瘤（Late adenoma）。只有当p53 的两个拷贝都发生了缺陷，细胞才成为恶性的、威胁生命的癌细胞。因此，全过程需要七个遗传学上的“命中”：存在于每一个肿瘤抑制基因（APC，DCC 和p53）上各两个，另一个存在于原癌基因ras 上。也可能还有几个其他途径可导致结直肠癌，但完全的恶性化是来自多种突变的这个原则可能仍然适用。如果在腺瘤发生早期发现肉瘤，且含第一批突变的细胞通过外科手术被移去，晚期腺瘤和癌症就不会产生，这就是早期检测的重要性。