T细胞通过其表面的T细胞受体（TCR）来识别肿瘤细胞。这个过程相对复杂，需要几个步骤和多种分子参与。首先，T细胞并不直接识别肿瘤细胞上的抗原，而是识别由主要组织相容性复合物（MHC）分子呈递在肿瘤细胞表面的肽段。这些肽段可以来源于肿瘤细胞内部异常表达或突变产生的蛋白质。

具体来说，当一个细胞发生癌变时，它可能会产生一些与正常细胞不同的新蛋白，即所谓的肿瘤相关抗原（TAA）。这些新蛋白会被细胞内的蛋白酶体降解成小的肽片段。随后，这些肽段通过运输机制进入内质网，并与MHC I类分子结合形成复合物。这个复合物再被运送到细胞表面展示出来。

当T细胞遇到这样的肿瘤细胞时，其表面的TCR会特异性地识别并结合到由MHC I类分子呈递的特定肽段上。如果这种结合足够强，并且有其他共刺激信号的存在，那么T细胞就会被激活，进而分化增殖成为效应T细胞，执行对肿瘤细胞的杀伤作用。

此外，除了CD8 T细胞（也称为细胞毒性T淋巴细胞CTLs）通过直接杀死被感染或变异的细胞来对抗肿瘤外，还有CD4 辅助性T细胞能够帮助增强免疫反应，促进其他免疫细胞如巨噬细胞和B细胞的功能，共同参与对肿瘤细胞的清除过程。