腫瘤細胞持續分裂和增殖，消耗大量的氧氣和營養物質。當實體瘤的體積小于2mm3時，可以通過擴散獲得氧氣和營養物質。隨著腫瘤組織的逐漸生長，腫瘤需要形成新的血管來獲取營養和氧氣，以確保腫瘤呈指數增長（如圖2）。
經典的血管生成開關
腫瘤的血管生成起源于腫瘤中已存在的毛細血管或毛細血管后小靜脈。首先，血管周細胞（綠色）脫落，血管擴張；接著內皮細胞（紅色）遷移到血管周圍空間，向腫瘤細胞或宿主細胞產生的血管生成刺激方向遷移；然后內皮細胞順著血管生成方向增殖，這一過程可能由周細胞引導；內皮細胞相互粘附并形成一個管腔，并伴隨著基底膜的形成和周細胞的附著。最后，血管芽會與其他芽融合，建立新的循環系統（如圖3）。
新血管形成過程