La possibilità di agire in maniera mirata contro le cause alla base dello sviluppo dei tumori era un obbiettivo già presente nel concetto di "pallottola magica" espresso dal padre della chemioterapia, Paul Ehrlich, all'alba del ventesimo secolo. Un primo tentativo di trattamento di un paziente affetto da linfoma utilizzando gli anticorpi monoclonali effettuato nel 1980, dopo una serie di esperimenti incoraggianti su modelli murini, non ottenne effetti apprezzabili, mentre maggior successo ebbe un analogo tentativo compiuto nel 1982. Nel 1986 fu per la prima volta utilizzato l'acido trans-retinoico per la cura della leucemia promielocitica acuta, ma la sua scoperta fu sostanzialmente casuale, in quanto l'esatto meccanismo dell'azione terapeutica era sconosciuto all'epoca, e venne chiarito solo successivamente. Il primo farmaco ad azione mirata sviluppato partendo dall'individuazione del meccanismo specifico di azione di un oncogene tumorale (l'HER2/neu) fu quindi il trastuzumab, un anticorpo monoclonale creato nei laboratori della società biotecnologica Genentech, i cui trial di sperimentazione sull'uomo vennero avviati nel 1992.