Kod raka, metastaze nastaju kada se stanice odvoje od primarnog tumora i transportiraju se kroz tijelo do drugih organa i tkiva gdje se pričvrste i rastu novi, sekundarni tumor. Obično se metastatske stanice istiskuju u krv ili limfni sustav, pa se sekundarni tumori mogu pojaviti daleko od izvornog raka. Primarni tumor se obično može liječiti tako da se pacijenti često izliječe. Ako je došlo do metastaze tumora, prognoza je mnogo lošija. Mnoge smrti povezane s rakom zapravo su uzrokovane sekundarnim tumorima koji su rezultat metastaza.
Tumori se mogu pojaviti u dva različita stanja, benigni i maligni. Dobroćudni tumor ne raste tako agresivno niti brzo kao maligni, ne prodire u okolna tkiva i ne metastazira. Benigni tumori su često bezopasni za zdravlje pojedinca i obično se ne klasificiraju kao vrsta raka. Maligni tumori, ili karcinomi, mnogo su agresivniji i mogu biti smrtonosni. Jedna uobičajena karakteristika malignog raka je da može proći kroz stadij metastaza.
Da bi došlo do metastaziranja tumora, potrebno je provesti niz složenih koraka. Istraživači raka otkrili su da je angiogeneza ključna za metastaziranje primarnog raka. Angiogeneza je razvoj novog sustava krvnih žila. Kada govorimo o raku, novi sustav krvnih žila javlja se unutar tumora. Kako se nove krvne žile nalaze unutar samog tumora, kancerogenim je stanicama mnogo lakše da se otkinu i zatim se transportiraju kroz krvožilni sustav na novo mjesto.
Metastaze su češće kod nekih vrsta raka nego kod drugih. Melanomi pluća, dojke, debelog crijeva, bubrega i kože uobičajena su mjesta gdje primarni tumor proizvodi metastatske stanice. Postoje i uobičajena područja u tijelu gdje je veća vjerojatnost pojave sekundarnih tumora, kao što su nadbubrežne žlijezde, kosti, mozak i jetra. Određene vrste raka također imaju tendenciju širenja na određeno područje. Na primjer, rak prostate obično stvara metastatski rak kostiju, a rak želuca kod žena ima tendenciju metastazirati u jajnike.
Kada se kod pacijenta dijagnosticira rak, liječnik obično može lako odrediti je li tumor primarni ili sekundarni na temelju vrste stanica koje čine tumor. Primarni tumori se sastoje od abnormalnih stanica okolnog tkiva. Ako je tumor sekundarni tumor, sastoji se od abnormalnih stanica izvornog tumora, a ne okolnog tkiva gdje postoji. Na primjer, rak pluća bi se sastojao samo od abnormalnih stanica pluća da je primarni tumor. Ako je tumor zapravo uzrokovan metastazama melanoma kože, stanice u tumoru u plućima zapravo bi bile stanice kože, a ne stanice pluća.