Vēža gadījumā metastāzes rodas, kad šūnas atraujas no primārā audzēja un tiek transportētas caur ķermeni uz citiem orgāniem un audiem, kur tās piestiprina un audzē jaunu, sekundāru audzēju. Parasti metastātiskās šūnas izspiežas asinīs vai limfātiskajā sistēmā, tāpēc sekundārie audzēji var rasties tālu no sākotnējā vēža. Primāro audzēju parasti var ārstēt, pacienti bieži tiek izārstēti. Ja ir notikusi audzēja metastāzes, prognoze ir daudz drūmāka. Daudzus ar vēzi saistītus nāves gadījumus faktiski izraisa sekundārie audzēji, kas rodas metastāžu rezultātā.
Audzēji var rasties divos dažādos stāvokļos – labdabīgā un ļaundabīgā. Labdabīgs audzējs neaug tik agresīvi vai tik ātri kā ļaundabīgs, tas neiebrūk apkārtējos audos un neveidojas metastāzes. Labdabīgi audzēji bieži ir nekaitīgi indivīda veselībai un parasti netiek klasificēti kā vēža veids. Ļaundabīgi audzēji vai vēzis ir daudz agresīvāki un var būt letāli. Viena kopīga ļaundabīga vēža pazīme ir tā, ka tas var iziet cauri metastāžu stadijai.
Lai audzēja metastāzes notiktu, ir jāveic virkne sarežģītu darbību. Vēža pētnieki ir atklājuši, ka angioģenēze ir būtiska primārā vēža metastāzēm. Angioģenēze ir jaunas asinsvadu sistēmas attīstība. Apspriežot vēzi, jaunā asinsvadu sistēma rodas audzējā. Tā kā jaunie asinsvadi atrodas pašā audzējā, vēža šūnām ir daudz vieglāk atrauties, un pēc tam tās caur asinsrites sistēmu tiek transportētas uz jaunu vietu.
Metastāzes ir biežākas ar dažiem vēža veidiem nekā citiem. Plaušu, krūšu, resnās zarnas, nieru un ādas melanomas ir izplatītas vietas, kur primārais audzējs veido metastātiskas šūnas. Ķermenī ir arī kopīgas vietas, kur biežāk rodas sekundāri audzēji, piemēram, virsnieru dziedzeri, kauli, smadzenes un aknas. Dažiem vēža veidiem ir tendence izplatīties arī noteiktā apgabalā. Piemēram, prostatas vēzis parasti rada metastātisku kaulu vēzi, un kuņģa vēzis sievietēm mēdz metastēties olnīcās.
Kad pacientam tiek diagnosticēts vēzis, ārsts parasti var viegli noteikt, vai audzējs ir primārs vai sekundārs, pamatojoties uz audzēju veidojošo šūnu veidu. Primārie audzēji sastāv no apkārtējo audu patoloģiskām šūnām. Ja audzējs ir sekundārs audzējs, to veido sākotnējā audzēja patoloģiskas šūnas, nevis apkārtējie audi, kur tie pastāv. Piemēram, plaušu vēzis sastāvētu tikai no patoloģiskām plaušu šūnām, ja tas būtu primārais audzējs. Ja audzēju patiešām izraisīja ādas melanomas metastāzes, audzēja šūnas plaušās patiesībā būtu ādas šūnas, nevis plaušu šūnas.