數十年來，科學家們都在探索營養對癌症風險的影響。20世紀60年代的流行病學研究表明，不同人群的癌症發病率差別很大，從低風險國家遷往高風險國家的移民，癌症發病率可能上升到等於甚至超過移民後所在國家人群的發病率，這些觀察結果表明影響癌症的環境因素的存在。其他研究還表明，癌症與飲食之間存在很強的相關性，例如，肉類攝入量高的國家結直腸癌發病率高。

預計到本世紀末，癌症將成為世界各國的主要死亡原因。雖然都認為飲食因素是癌症風險的重要因素，但要確定飲食對癌症風險的確切影響還是很困難的，下文總結了研究證據中已經比較明確會影響癌症風險的飲食因素。

口腔癌和咽癌

鼻咽癌是全球某些地區的常見癌症，食用鹽醃製食物與這種癌症的發生有關，機制可能是透過亞硝胺的形成或EB病毒再活化。根據病例對照研究， 中式鹹魚已被國際癌症研究機構（IARC）列為致癌物。總體來說，多吃水果、蔬菜、和相關的微量營養物質，如維生素C和葉酸，與口腔癌和咽癌的風險降低有關。然而，這些關聯可能受殘餘混雜因素（吸菸和飲酒）的影響，所以證據力度不足。

食管癌

食管癌有兩種型別：鱗狀細胞癌和腺癌。世界大部分地區以鱗狀細胞癌為主，而腺癌僅在西方國家相對常見，發病率最近有所上升。 肥胖是食管腺癌的一個公認危險因素，部分原因可能是胃內容物易反流到食管所致。酒精可增加鱗狀細胞癌的風險，但不會增加腺癌的風險。吸菸會增加這兩種型別癌症的風險，但對鱗狀細胞癌的影響更大。

食管癌高危人群經常限制飲食，因此水果、蔬菜和動物產品的攝入量很低，導致微量元素缺乏，可能部分解釋了高危的原因。已有一些觀察性研究和隨機試驗對此進行了探討，然而，各種微量元素的相對作用還不是很清楚。在西方國家，早期病例對照研究表明，水果和蔬菜對食管癌具有保護作用，但是最近發表的前瞻性研究表明相關性其實較弱，可能是由於吸菸和飲酒的混雜所致。

飲用滾燙的飲料（如茶）會增加食管癌的風險， 飲用溫度超過65攝氏度的飲料，被IARC列為可能致癌物質。

胃癌

胃癌是世界第五大最常見癌症，發病率最高的是東亞地區。大量食用鹽醃製食品，如鹹魚，與胃癌風險增加有關。這可能是由於鹽本身或許多醃製食品中亞硝酸鹽產生的致癌物導致。鹹味食品可能增加幽門螺桿菌感染的風險（一種已確定的胃癌病因），從而協同促進胃癌的發生。有證據表明，吃大量的醃製蔬菜會增加胃癌的風險，因為這些食物中有時存在黴菌和真菌會產生n -亞硝基化合物。

水果和蔬菜的攝入量高以及血漿維生素C濃度高的人，胃癌風險可能會降低。一項試驗表明，補充β-胡蘿蔔素、硒和α生育酚可導致胃癌死亡率顯著降低；其他試驗表明補充維生素C、β-胡蘿蔔素可促進癌前病變的緩解。在日本進行的前瞻性研究也表明，胃癌風險和女性飲用綠茶之間存在反向相關性，這可能與多酚有關。這些研究表明抗氧化微量營養素或其他抗氧化化合物存在一定的保護作用，但這些聯絡需要進一步研究。

結直腸癌

結直腸癌是世界上第三大常見癌症。超重、肥胖、吸菸、飲酒都會增加患病風險。生態學分析顯示，吃肉與結直腸癌發病率存在顯著的正相關關係。2015年IARC將加工肉類劃分為人類致癌物，未加工紅肉劃分為可能致癌物，部分原因是基於一項薈萃分析報告的結果，加工肉類的攝入每天增加50g，結直腸癌風險增加17%，紅肉攝入每天增加100g，患病風險增加18%。

牛奶和鈣的攝入量更高與結直腸癌風險的輕度降低有關。鈣可能與次級膽汁酸形成複合物從而起到保護作用。較高的維生素D血液濃度與結直腸癌風險較低相關，但這可能受到其他混雜因素（例如鍛鍊）的影響，孟德爾隨機化研究不支援因果關聯。前瞻性研究表明，每天攝入10 g以上的總膳食纖維可使結直腸癌風險平均降低10％，進一步的分析表明，穀物纖維和全麥穀物具有保護性，但水果或蔬菜來源的纖維沒有保護作用。

肝癌

酒精是肝癌的主要飲食相關危險因素，可能透過肝硬化和酒精性肝炎的發生發展導致肝癌。超重和肥胖也會增加肝癌風險。黃麴黴毒素被IARC列為致癌物，在一些低收入國家是一個重要的危險因素（對於活動性肝炎患者）。非飲食類的主要危險因素是慢性乙肝或丙肝病毒感染。一些研究表明，喝咖啡與患肝癌的風險成負相關關係。咖啡可能有保護作用，因為它含有許多生物活性化合物，但是這種相關性可能受到殘留混雜因素的影響。

肺癌

肺癌是世界上最常見的癌症，重度吸菸會使肺癌風險增加約40倍。前瞻性研究表明，多吃水果和蔬菜可以輕度降低吸菸者的肺癌風險，但在從不吸菸者中則沒有這種相關性。水果和蔬菜與吸菸者肺癌風險呈微弱的負相關，表明可能有保護作用，但也可能僅僅是吸菸混雜因素的作用。有試驗對補充β-胡蘿蔔素和視黃醇對預防肺癌進行了研究，結果顯示，干預組的患癌風險反而更高。

乳腺癌

研究顯示，肥胖增加絕經後女性患乳腺癌的風險，可能是因為增加了脂肪組織中芳香化酶產生的迴圈雌激素。大多數研究表明，絕經前女性的肥胖與乳腺癌風險降低有關。飲酒會增加乳腺癌風險，機制可能與雌激素增加有關。成年期攝入高脂肪會增加乳腺癌風險的假說一直存在很多爭議。早期的病例對照研究支援這一假設，但前瞻性觀察研究並不支援，兩項隨機對照試驗結果顯示低脂飲食對乳腺癌風險沒有影響。

對其他飲食因素（包括肉類、乳製品和水果）的研究還沒有定論。最近的一些研究表明，蔬菜攝入量與雌激素受體陰性乳腺癌的風險成反比，膳食纖維與乳腺癌總體風險成反比。在亞洲人群中，異黃酮（主要來自大豆）與較低的乳腺癌風險有關。