Psikonöroimmünolik çalışmalar, kanser riski ve kanserin ilerlemesinde fizyolojik ve psikolojik bağlantıları incelemiştir. Hipotalamik-hipofiz-adrenal (HPA-beyin ile böbreküstü bezlerimiz arasındaki ilişkileri düzenleyen sistem) sistemin uzun süre aktif olması, stres ve depresyon ile bazı kanser türlerinin gelişmesine ve ilerlemesine katkıda bulunur.

Çeşitli hücresel ve moleküler bağışıklık faktörleri, kanserin gelişmesine ya da ilerlemesine neden olur. Genel olarak stres ve depresyon, tümörler ile mücadele eden bağışıklık sistemini etkileyerek, sitotoksik T hücreleri ve Natural killer hücrelerinin (Bağışıklık sisteminde görev alan hücreler) etkisini azaltır. Bağışıklık sistemi tarafından kontrol edilen inflamasyon (Tahriş, yaralanma veya enfenksiyona karşı vücudun tepkisi) cevabı ve Hipotalamik-hipofiz-adrenal (HPA) eksen arasındaki ilişki, psikolojik stres ile beraber bozulur. Bu, hücresel bağışıklık cevabın azalmasına neden olur. Merkezi sinir sistemi ve bağışıklık sistem arasındaki iletişim, sinir hücreleri, endokrin (Hormon) organlar veya bağışıklık hücreler tarafından salgılanan kimyasal haberciler aracılığıyla gerçekleşir. Psikolojik stres etmenleri bu ağları bozabilir. Nöroendokrin (Nörolojik-Hormon bağlantı) ve bağışıklık sistemi ortak bileşenleri paylaşır. İnterlökin 1, tümör nekroz faktörü (TNF),  ve aktive edilmiş immün hücrelerden salgılanan interferon, HPA (beyin ile böbreküstü bezlerimiz arasındaki ilişkileri düzenleyen sistem) ekseninin çalışmsını değiştirebilir. Duygular ve bağışıklık fonksiyonları arasındaki etkileşimler, bulaşıcı hastalıklar veya kötü huylu tümörlerin gelişiminin altında yatar.

Sonuç olarak HPA uzun süre çalışması ve kronik stres sırasında salınan aracılar, NK-hücre aktivitesi, fagositoz, enflamatuar sitokinlerin üretilmesi (Bağışıklık sistem tepkisi) gibi bağışıklık sisteminin önemli aşamalarını baskılar. Ayrıca, DNA hasarındaki artış, DNA onarımındaki değişiklikler ve apoptozun (Programlı hücre ölümü) engellenmesi gibi stresten etkilenen diğer ilgili biyolojik süreçler, bazı kanser türlerinin başlangıcında ve sonucunda rol oynayabilir. Kanser başlangıcı ve ilerleyişi ile ilgili stres, HPA ve bağışıklık sistemleri arasındaki ilişkide hangi yolakların ve devrelerin yer aldığını öğrenmek için psikonöroimmünolojiye  ihtiyaç vardır.