W ludzkim organizmie każdego dnia powstają tysiące komórek nowotworowych. Są one jednak rozpoznawane i niszczone przez komórki naszego układu odpornościowego, m.in.  limfocyty T. Limfocyty posiadają na swojej powierzchni receptory, które pozwalają im rozpoznać cechy (antygeny) nowotworu. Kontakt receptora z antygenem skutkuje pobudzeniem i namnażaniem limfocytów T. Wydzielają one substancje niszczące złośliwe komórki. Każdy limfocyt posiada tylko jeden rodzaj receptora, tzn,. jest zdolny rozpoznać tylko jeden rodzaj antygen. Jako że organizm ludzki jest narażony na atak nie tylko ze strony nowotworów ale też tysięcy różnych drobnoustrojów chorobotwórczych liczba wariantów receptorów i, co za tym idzie liczba różnych limfocytów T jest ogromna. W praktyce tylko nieliczne są w stanie rozpoznać konkretny nowotwór, stąd czasem ten mechanizm odpornościowy zawodzi (komórki nowtworowe zostają „przeoczone”). Co więcej, w przypadku gdy nowotwór jest już rozwinięty układ odpornościowy poddaje się i „udaje, że choroby nie widzi”.

Terapia CAR T-cells polega na przeprogramowaniu limfocytów T pacjenta tak aby mogły one rozpoznawać antygeny nowotworu i były zdolne z nim walczyć. 

Limfocyty pobiera się z krwi chorego za pomocą separatora komórkowego. W laboratoriach poddaje się je modyfikacji genetycznej. Za pomocą specjalnych wirusów wprowadza się do nich gen, dzięki któremu mogą wytwarzać receptor rozpoznający konkretną cechę komórek nowotworowych. Dodaje się substancje, powodujące że liczba limfocytów T się zwiększa i stają się one bardziej „agresywne”, a następnie podaje pacjentowi w formie wlewu dożylnego. W organizmie pacjenta podejmują one walkę z nowotworem, namnażają się i mogą przetrwać we krwi miesiące, a nawet lata, stając się rodzajem „żywego leku”, chroniącego przed nawrotem choroby.