Bij dendritische celtherapie isoleert men uit het bloed van de patiënt normale cellen van het immuunsysteem. Die worden in het laboratorium omgezet tot zogenoemde dendritische cellen, die vervolgens met een element dat eigen is aan de kanker, worden "opgeladen".

Dendritische cellen worden ook antigeen-presenterende cellen (APC's) genoemd, omdat ze materiaal van antigenen, de kenmerkende molecules op het oppervlak van een ongezonde cel, verwerken en vervolgens presenteren aan de T-cellen van het immuunsysteem. Ze bevinden zich vooral in weefsels die blootgesteld zijn aan de buitenwereld, zoals de huid en de slijmvliezen. Daar reageren ze op de aanwezigheid van ziekteverwekkers door cytokines aan te maken om de indringers uit te schakelen.

Ze hebben echter ook nog een tweede belangrijke taak en die wordt gebruikt in celtherapie. Dendritische cellen zijn immers ook in het bloed aanwezig, maar dan in onvolgroeide vorm. Als ze in contact komen met een ziekteverwekker, worden ze geactiveerd en nemen ze de antigenen van de ziekteverwekker op en presenteren die aan de buitenkant van hun celmembraan. Ze migreren dan via de lymfevaten naar de lymfeklieren, waar ze de antigenen aanbieden aan "naïeve" T-cellen, die nog niet gespecialiseerd zijn. Die ontwikkelen zich dan tot volwassen T-cellen, die specifiek toegespitst zijn op de antigenen waarmee ze in contact zijn gekomen.

Van die eigenschap maakt men gebruik door de dendritische cellen op te laden met een antigeen van de kankercellen, te kweken in het labo en dan in te spuiten in de huid, een lymfeklier of het bloed van de patiënt. De T-cellen waarmee ze dan vervolgens in contact komen, zullen zich dan gaan toespitsen op de kankercellen die hetzelfde antigeen hebben, en die doden.