La viroterapia consiste nell'uso di virus geneticamente modificati per il trattamento della malattie. I virus vengono modificati dagli scienziati in modo da attaccare e riprodursi nelle cellule tumorali distruggendole, ma non infettando le cellule sane. Il "Talimogene laherparepvec" (T-VEC), per esempio, è un virus "herpes simplex" a cui un gene, utilizzato per replicarsi nelle cellule sane, è stato eliminato e sostituito con gene umano (GM-CSF) che stimola la risposta immunitaria. Quando questo virus infetta le cellule tumorali le distrugge e la presenza del gene GM-CSF attrae le cellule dendritiche dai tessuti circostanti del corpo. Le cellule dendritiche elaborano le cellule tumorali morte e i loro componenti vengono "segnalati" alle altre cellule del sistema immunitario. Ci si aspetta che, una volta terminati con successo gli studi clinici, questo virus possa ottenere l'approvazione per il trattamento del melanoma, un tumore della pelle. I virus che sono stati riprogrammati per uccidere le cellule tumorali vengono chiamati virus oncolitici.