合成致死在一般情况下可分为两大类：无条件合成致死和条件合成致死。无条件合成致死是指两个或多个非致死基因的表达同时发生异常，包括突变、过表达或基因抑制，导致细胞死亡；而只有一个基因的异常不影响细胞活力。条件合成致死是指基因A和B同时突变/过表达的肿瘤细胞仍然可以存活，但是在某些内在条件（如遗传背景、缺氧、高活性氧等）或外在条件（如DNA损伤剂和辐射等）存在下，导致细胞死亡。

癌细胞中存在着大量的基因突变，如果发现肿瘤细胞中存在特定基因A失活，那么用药物抑制它的合成致死搭档基因B，使两者都失活，而健康的体细胞因为有正常的基因A，能够保证正常的生理功能的表达，不会受到药物的伤害，从而只特异性的杀死该类肿瘤细胞。现如今，“合成致死”理论已在临床取得突破性的进展，成为靶向治疗癌症一种重要手段。