癌症的流行病学是利用研究癌症发生几率来推测癌症的可能成因以及相关的性质。最早可追溯到公元1775年，英国外科医师波希瓦·帕特发现阴囊癌症在烟囱清洁工人身上发生率很高，而想要藉研究烟囱清洁工人和一般人之间的差异点找出发生阴囊癌症的成因。但是往往因为个别医师的见解不同，对于疾病发生的原因常有不同的看法，不过当医师们开始合作并分享诊疗经验时，确切的病因就很容易经由彼此间交流的资讯而被找到。
在1926年由英国健康部的珍奈·连-克莱邦所发表关于乳癌的研究报告奠定下癌症流行病学研究的基础，在这份报告中比较了500例乳癌患者和500名有相同背景和生活方式的正常人之间的差异处。这样开创性的研究方式由理查·道尔和奥斯汀·布莱德福·希尔继续下去，并在公元1956年时发表了“肺癌与其他死亡原因和抽烟的关系。对于英国医师死亡率的第二份报告。”，这篇相当重要的研究文献也被称为对英国医师的研究。1968年，理查·道尔离开伦敦医学研究中心，到牛津大学创立研究癌症流行病学的实验室，借由电脑的帮助，理查·道尔的实验室是第一个将大量癌症资料建档并分析的地方。现代流行病学方法则与对疾病的了解以及公共卫生政策密切相关。近50年来，美国政府已花费许多力气在搜集资料上，包括全美的医疗执业、医院、省、州、甚至其他国家，借此希望能找出环境、文化和种族间不同的因素与癌症发病率相互间的关联与影响。
目前癌症流行病学面临最大的问题在于对癌症发生观念的转变。譬如病患在50岁时经乳房X光摄影发现一个生长速度非常缓慢的乳癌肿瘤，可能在病患七十岁时只是发展成较为明显的良性肿瘤。所以癌症病程的变化速度，仍旧要取决于病患本身。而诊察技术的进步，的确对流行病学的资料分析与解读有很大的影响。
在一些西方国家，例如美国，目前所有死亡人数的25%是因癌症死亡。而每年约有0.5%人口诊断出癌症。癌症已经超过心血管疾病成为死亡的主要原因。许多第三世界国家的癌症发病率却反而较低(根据目前可得知的数据)，可能因为传染病、缺乏医疗资源等造成的高死亡率所导致。随着疟疾和肺结核的控制，第三世界国家的癌症发生率则可望上升。这个现象在流行病学中称作疾病转型。
表1：以下数据是根据美国成人的资料统计所得，在其他地区可能会有不一样的结果：
表1
癌症流行病学的研究反映在各个国家中致癌的危险因子并不相同。在西方国家，肝上皮细胞恶性肿瘤是很罕见的，而在中国与其周边国家则是主要常见的癌症之一。可能是因为乙型肝炎的流行或黄曲毒素的常见所引起。同样的因为吸烟在第三世界国家日趋普遍，使得肺癌的发生率在这些国家中也有逐渐升高的趋势。
癌症也会发生在幼儿和青少年，但较为罕见。有些研究认为小儿癌症，特别是白血病，一直在增加中。
儿童癌症发生的高峰期是出生后一年间，白血病(通常是急性淋巴细胞白血病是主要发生在儿童上的恶性肿瘤，接着就是中枢神经系统的癌症和神经母细胞瘤。其余还包括威耳姆氏肿瘤、淋巴瘤、儿童横纹肌肉瘤，源自肌肉)、视网膜母细胞瘤、骨肉瘤与尤因氏肉瘤。
女性和男性婴儿的癌症发生率基本上一致。但在多数癌症中，白人婴儿比黑人婴儿有较高的癌症发生率。得到神经母细胞瘤、威耳姆氏肿瘤或视网膜母细胞瘤的婴儿通常可以存活，白血病则较少(80%)，而发生其他类型癌症的婴儿存活率则更低。
