Geny zwykle kodują białka niezbędne do prawidłowego funkcjonowania zdrowej komórki. Mutacje mogą często powodować zmiany we wzorcu ekspresji genów, zmieniając w ten sposób fenotyp.

Kiedy funkcja niektórych krytycznych genów, zwłaszcza tych zaangażowanych w regulację cyklu komórkowego i kaskady sygnalizacji wzrostu komórek, zostaje zakłócona, zaburza to postęp cyklu komórkowego. Takie komórki z niekontrolowanymi cyklami komórkowymi zaczynają się niekontrolowanie namnażać i ostatecznie przekształcają się w guzy.

Takie geny, które działają jako czynniki napędzające raka, są nazywane genami krytycznymi dla raka i są podzielone na dwie szerokie klasy – protoonkogeny i geny supresorowe nowotworów. Geny supresorowe nowotworów w normalnych warunkach spowalniają podział komórek, naprawiają błędy w DNA lub kontrolują apoptozę komórek. Mutacje powodujące utratę funkcji w genach supresorowych nowotworów powodują, że komórki rosną w sposób niekontrolowany i przyczyniają się do rozwoju raka. Z wyjątkiem kilku mutacji w genach supresorowych nowotworów, które są dziedziczone, większość z nich jest nabyta. Geny supresorowe nowotworów, takie jak INK4, p53 i PTEN, są bardzo często zmutowane w wielu typach raka.

Główna różnica między protoonkogenami a genami supresorowymi nowotworów polega na tym, że protoonkogeny prowadzą do raka po nadmiernej aktywacji, podczas gdy geny supresorowe powodują raka, gdy są inaktywowane.