介入治疗肝细胞癌的主要生理学依据是，正常肝细胞的血液供应有20-25%来自肝动脉，75-85%来自门静脉。在原发性肝细胞癌中，90%-95%的血液供应来自肝动脉，这为肝细胞癌的血管介入治疗肿瘤提供了解剖学基础。
肝细胞癌介入治疗是在DSA的引导下，通过人体原有的血管对病变进行局部治疗，不需要打开病灶，是一种创伤最小的治疗方法。血管介入治疗在临床上应用最多。主要有选择性肝动脉灌注治疗、选择性肝动脉栓塞治疗、选择性肝动脉化疗栓塞治疗。三者的具体技术方法都是一样的，就是在皮肤上穿刺一个约3-5毫米的小口，从动脉插入管子到肝癌的供血动脉，然后通过导管给药，区别在于给药的药物不同。
选择性肝动脉化疗栓塞术（TACE）是通过导管同时给予化疗药物和栓塞剂，常将化疗药物和碘油在体外混合，制成一种乳化剂，然后打入血管，通过两种途径消灭肿瘤，选择往往要对血管有超强的选择性。肝脏肿瘤的血管来源很复杂，可能来源于肝内或肝外血管，重要的是肿瘤的供血动脉往往是多血管供血，对每一条血管都要尽量做到超选择，这样效果好，副作用小，对肝脏损害小。
选择性肝动脉灌注（TAI）疗法是通过导管在动脉内灌注药物，其剂量等于或小于静脉注射的剂量。这使得靶细胞内的局部药物浓度更高，药物与病灶的接触时间延长，并减少了全身药物的总剂量，达到提高疗效和减少副作用的目的。常用的主要药物是化疗药物，其疗效与药物在肿瘤部位的有效血药浓度和药物与肿瘤的接触时间呈正相关。
选择性肝动脉栓塞（TAE）是通过导管有选择地将栓塞剂注入肿瘤血管和肿瘤供应动脉，阻断肿瘤血供，封闭肿瘤血管床，从而抑制肿瘤生长。这相当于将肿瘤 "饿死"。
肝动脉化疗栓塞术和肝动脉栓塞术常用的栓塞剂有明胶海绵、超液化碘油、海藻酸钠微球、PVA颗粒、三丙烯微球等。
