抗肿瘤作用灵芝一直是研究者们关注的热点。其作用机制较为复杂，相关文献报道也较多。大多数学者认为，灵芝多糖是灵芝发挥抗肿瘤作用的主要化学基础。灵芝多糖的抗肿瘤作用与多糖的分子结构有关。当多糖相对分子质量大于10000道尔顿时，对肿瘤表现出较强的抑制作用。

灵芝多糖能诱导或促进巨噬细胞的吞噬作用，增强自然杀伤细胞的活性，提高淋巴细胞的转化率，促进免疫球蛋白的形成，增强机体的免疫调节能力，提高机体自身的抗病能力。同时，灵芝还可以增强机体对放疗、化疗的耐受力，从而达到抗肿瘤的作用。多糖是细胞壁的组成部分，可增强正常细胞抵抗致癌物质的能力。其他研究表明，多糖还可以抑制过敏介质的释放，从而阻断非特异性反应的发生，从而抑制手术后癌细胞的转移。

灵芝子实体提取物对肝癌的抑制作用为60.34%。同时能降低肿瘤组织和血清中谷氨酸草乙酸转氨酶和谷氨酸丙酮酸转氨酶的活性，还能抑制人癌细胞系TC26的增殖。最近还发现，灵芝孢子醇提取物在体外对癌细胞的生长有直接的抑制作用。

大量动物实验证明灵芝具有抗肿瘤作用，其抗肿瘤机制可能是宿主介导的，即通过增强机体免疫功能来抑制肿瘤生长。灵芝热水提取物实验可刺激巨噬细胞的吞噬作用，促进单核吞噬系统的功能，使巨噬细胞产生肿瘤坏死因子，增加自然杀伤细胞的活性，并促进白细胞介素2的产生，抵抗化疗药物诱导白细胞减少，增加T细胞产生γ-干扰素，提高T细胞的抗原特异性免疫应答能力。也有很多实验验证灵芝的抗肿瘤作用是通过免疫调节机制实现的。