現代藥理實驗證明杜仲有抗癌和抑癌之功效，其有效成分與其所含的木脂素、苯丙素及環烯醚萜類化合物有關。根據報道，杜仲所含的京尼平苷酸甲酯具有抗腫瘤的作用。杜仲所含的丁香脂素雙糖苷在淋巴細胞白血病P388 (Ps)系統中有較好的活性，濃度12.5 mg/kg可控制T/C值)≥126。Okada等從杜仲葉氯仿提取物中分離出的地普黃酮，是一種干擾T淋巴細胞功能的免疫抑制物質，對人鼻咽癌(KB)和鼠淋巴細胞白血病(P388)均有生長抑制活性。日本學者研究了杜仲茶的抗變異作用(anti-mutagenicity)，發現該作用與綠原酸等抗變異性成分有關，揭示了杜仲對腫瘤預防的重要意義。徐詩倫等發現杜仲水煎液可使實驗動物血中嗜酸性粒細胞及淋巴細胞顯著降低，血糖和血漿皮質醇含量升高，促進肝糖元堆積，導致胸腺萎縮。實驗表明杜仲具有興奮垂體－腎上腺皮質系統、增強腎上腺皮質功能的作用，說明杜仲作為助陽補腎藥是有科學依據的。“腎”與機體免疫功能也存在一定聯絡。徐詩倫等研究認為杜仲增強免疫的作用大小，也可以反映其補腎作用的強弱。他們還發現杜仲水煎液對細胞免疫具有雙向調節作用：既能啟用單核巨噬細胞系統和腹腔巨噬細胞系統的吞噬活性，增強機體的非特異免疫功能，又能對遲髮型超敏反應起抑制作用。比較杜仲及其不同炮製品水提液增強免疫的作用，發現炮製後杜仲的作用強於生杜仲。經研究發現杜仲葉乙醇提取物同樣能夠增強細胞免疫及非特異性免疫功能。給小白鼠ip杜仲葉的20%和50%的乙醇提取物，可明顯增強小白鼠脾淋巴細胞轉化功能及腹腔巨噬細胞的吞噬功能，而對正常小鼠脾抗體形成細胞無明顯影響。杜仲葉和皮的水煎液的免疫藥理作用一樣，2種杜仲葉的乙醇提取物能夠增強細胞免疫功能及非特異免疫功能，而對體液免疫無明顯影響，推測杜仲葉乙醇提取物治療細胞免疫功能降低引起的疾病可能有一定的療效。

中醫治療腫瘤的理論之一就是扶正固本法，而杜仲具有扶正固本的功效。