機體抗腫瘤免疫的機制包括細胞免疫和體液免疫兩方面，對CML主要以細胞免疫為主。CML對免疫治療有效，包括INF-α、造血干細胞移植和供者淋巴細胞輸注（DLI），其機制為T細胞和其他免疫效應因子的參與。INF-α通過和細胞膜受體結合，激活大量信號傳導途徑，調控相應基因轉錄，抑制白血病細胞增生、促進凋亡。另外干擾素還可通過免疫調節，增加染色體陽性細胞HLA分子的表達量，結合的白血病肽段可更有效地被抗原呈遞細胞和T淋巴細胞識別，增加NK細胞和細胞毒性T細胞功能，從而殺傷白血病細胞。
