Le vie di trasduzione del segnale dipendenti dall'EGFR sono coinvolte nel controllo della sopravvivenza cellulare, della progressione del ciclo cellulare, dell'angiogenesi, della migrazione cellulare e dell'invasione/metastasi cellulare. Il cetuximab si lega all'EGFR (e non ad altri recettori facenti parte della famiglia HER) con un'affinità che è circa 5-10 volte più alta di quella dei ligandi endogeni, bloccando così il legame con tali ligandi e inibendo la funzione stessa del recettore. In assenza di cetuximab, quest'ultimo attiverebbe il gene KRAS, contribuendo ad aumentare la proliferazione, la sopravvivenza e la produzione di fattori pro-angiogenici. Cetuximab induce, inoltre, l'internalizzazione dell'EGFR, il che può provocare la sotto-regolazione dell'EGFR stesso.