自发性肿瘤是实验动物不经过人工实验处置而自然发生的一类肿瘤。这种肿瘤在实验动物中的发病率和类型会因不同的种属、品系、类型而有所差异。其中，小鼠的自发性肿瘤最为常见，且不同品系小鼠易患的肿瘤部位也各不相同。
自发性肿瘤多发生于体表或易于体检发现的部位，大多数是病毒性。例如，C3H小鼠出生后易患乳腺癌，A系小鼠出生后18个月内肺癌的发病率可达90%，而AKR和C57小鼠则易患白血病。目前，自发性肿瘤模型最常用于新药研究中的小鼠自发性乳腺癌，常用高自发率的C3H小鼠或BALB/c雌鼠与DBA/2雄鼠杂交的第一代CD2F1小鼠作为研究对象。
使用自发性肿瘤模型的优点在于与使用实验方法诱发的肿瘤相比，自发性肿瘤更为相似于人类所患的肿瘤，有助于将动物实验结果推广到人类。同时，自发性肿瘤的发生条件更为自然，通过对其细致观察和统计分析，有可能找出更多未发现的致癌因素。
然而，自发性肿瘤模型的缺点在于肿瘤发生情况可能参差不齐，观察时间可能较长，且实验费用较高。
此外，自发性肿瘤还可以用于建立移植性肿瘤模型。例如，小鼠Lewis肺癌就是一个由小鼠自发性肿瘤建立的实体型移植肿瘤模型。此外，还有多种自发性肿瘤可以用来建立移植性肿瘤模型，如C3H小鼠自发乳腺癌、ARK小鼠自发白血病和C3H/He小鼠自发肝癌。
