Powstawanie naczyń krwionośnych w obrębie guzów określa się mianem angiogenezy nowotworowej. Najlepiej poznanym do tej pory jej mechanizmem, jest kiełkowanie, czyli formowanie naczyń krwionośnych z już istniejących, w wyniku proliferacji i migracji komórek śródbłonka. Głównym czynnikiem mitogennym wobec tych komórek jest czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego VEGF, działający poprzez receptory VEGFR‑2. Badania ostatnich lat dostarczyły wiedzy na temat zdolności nowotworów także do tworzenia struktur naczyniopodobnych. Zjawisko to zostało nazwane mimikrą naczyniową.

Jednym z głównych komponentów odpowiedzi komórki na brak tlenu jest czynnik transkrypcyjny o charakterze heterodimeru - HIF-1 (z ang. hypoxia inducible factor-1 = czynnik indukowany przez hipoksję). W normoksji HIF-1 jest konstytutywnie produkowany i degradowany przez układ ubikwityny i proteasomu, natomiast ulega stabilizacji i wykazuje aktywność czynnika transkrypcyjnego w warunkach hipoksji.