（一）不同種屬動物
1．靈長類動物：從種系發生上看，非人靈長類實驗動物與人類的親緣關系最近，它們也會發生各種形態上和生物學性質上與人的腫瘤相似的病變。已知，它們的腫瘤發病率與動物的種屬、性別、年齡及捕養的時間有關。在實驗室條件下，獼猴的自發性腫瘤發病率較高。在動物園內，獼猴的腫瘤發生率約為1%。在老年靈長類動物中，以上皮性腫瘤和惡性淋巴瘤為最常見，腦腫瘤則少見。常用中子或質子射線照射加以引發，可以獲得獼猴的顆粒細胞性白血病。據報導，貓猴和狨猴也會發生淋巴細胞性白血病。原生靈長目動物腫瘤性疾患的敏感性。特別是對化學致癌物的敏感性，較之類人猿種屬為高。
2．大型實驗動物：這里包括家畜。這些動物腫瘤發病率隨種屬而異，例如雌犬常發生乳腺腫瘤，母牛則否。但雌犬所發生的此種乳腺腫瘤與人乳腺癌的表現不同。前者是混合型的，不僅包括上皮性成分，還包含有骨和軟骨等組織。豬常發生腎母細胞瘤，家犬、家貓、馬、羊、牛等則否。馬傾向于發生陰莖癌，羊和牛則會發生肝癌。家犬、馬和牛的黑色素瘤較之家貓、羊和豬為多見。Hereford種牛則會生眼結膜的上皮細胞癌。
3．小型實驗用哺乳動物：這里主要指嚙齒類實驗動物。首先強調在實驗腫瘤學研究中使用小鼠的Slye氏(1922)指出：小鼠的腫瘤，無論在組織發生上、臨床過程上以及組織形態學上都與人類腫瘤有相似之處。后來，由Little氏等培育出近交系小鼠后，在實驗腫瘤研究中廣泛應用各種高癌和低癌品系小鼠進行研究。
大鼠也廣泛地應用于腫瘤研究的許多領域之中。它的體形較大，供給的組織較多，便于進行手術、注射等實驗操作。但是，它們的自發性腫瘤的總的發病率過遠較小鼠為低。例如，大鼠通過肝癌頗為少見。然而，大鼠的肝臟對于致癌劑的作用卻是很敏感的，已通過大鼠肝癌的研究積累了大量有關肝癌病因學、發病學和分子生物學方面的資料。再如，大鼠的白血病的發病率也低，而且白血病發病大鼠多數顆粒細胞型的，而小鼠的白血病以淋巴細胞型為多見。
金黃地鼠在下列各方面常被用于抗癌研究之中：如研究致癌的脫氧核糖酸病毒，利用其頰囊移植腫瘤等。
豚鼠曾被認為是很少發生腫瘤的實驗小動物。但是，近年來的研究發現，它們也會自發多種腫瘤，根據Dawe氏等（1973年）列舉的數字得知，已經觀察到的豚鼠腫瘤也有29種之多。其中，以支氣管乳頭狀腺瘤和白血瘤為最多見。后一腫瘤還曾經被連續移植傳代成功。投用脲酯后也曾引發豚鼠腫瘤。三年齡以下的豚鼠發生的腫瘤易于轉移，但幼年豚鼠其腫瘤的發病率不高。
4．鳥類：這一類實驗動物所發生的腫瘤以其病毒病因引人注目，特別是造血系統和間葉組織的腫瘤其病毒病因已較明確。雞群中所發生的由皰疹類病毒引致的Marek氏病引起的腫瘤學者的很大興趣。因為，它作為一個實驗模型，可與人類的Burkitt氏淋巴瘤、猴的淋巴瘤、蛙的Lucke氏腎癌等相類比。
雞和其它鳥類對腫瘤病毒的研究具有極高的實用價值。為此，日本目前大力開發雞的SPF化，除去已知的白血病病毒（必要時除去馬來克氏病毒，即把SPF雞在乙烯基隔離器連續2代飼養，使雞確實達到SPF化）；研究它們對白血病、肉瘤病毒等毒株的感受性，和抗清對馬來克氏病毒受性的遺傳；研究解決有關內源性病毒的遺傳性控制；開展品系內可移植實驗的近交品系和有關鵪鶉、鴨子、野雞等鳥類的SPF化。
5．兩棲類實驗動物：蛙所發生的Lucke氏腎腺癌是研究較多的腫瘤。它是由至少四種病毒所引起的。這一類實驗動物在細胞和體液免疫方面具有一些特征。因此，為了研究免疫抑制狀態在腫瘤（如淋巴網狀系統腫瘤）發生中的作用，使用兩棲類動物是有用的。另外，兩棲類動物的無毛而光滑的皮膚為皮膚腫瘤的姓和發展的研究提供了有用的。另外，兩棲類動物的毛而光滑的皮膚為皮膚腫瘤的發生和發展的研究提供了一個與人的情況更為接近的實驗模型基礎。
6．魚類：除了軟骨魚類，其它種屬的魚自發性腫瘤并不少見。魚類腫瘤的病毒病因并不重要，但是已經發現魚群腫瘤的發生具有區域性和流行，說明可能有某種傳染病因在起作用。魚類，作為一種實驗動物，對化學致癌物頗為敏感，例如黃曲霉素或二甲基亞硝胺可引發魚（尤以鱒魚）的肝臟腫瘤和腎母細胞瘤。因此，魚是測試環境致癌因素的敏感對象。北方狗魚的淋巴瘤也被視為研究人的相應腫瘤的用模型。通過魚種間雜交而形成的雜種就能自發地和大量地反應腫瘤，如將中美洲的兩種熱帶魚——劍尾魚（Xiphophorus Helleri）與闊尾魚（Platypoecillus Maculatus）進行雜交或進一步將其雜交第一代（F1-hybrid）與劍尾魚回交，就可以產生自發黑色素瘤的帶瘤雜種。