Con terapia biologica si intendono terapie che sono dirette verso uno o più bersagli delle cellule tumorali o che impediscano lo sviluppo della vascolatura del tumore. Esistono diverse terapie biologiche che sono state sperimentate nei timomi e nei carcinomi timici, molte con scarsi risultati.

Attualmente in Italia è disponibile, con rimborso SSN grazie alla legge 648, la terapia con Sunitinib nei casi di carcinoma e di timoma già trattati con chemioterapia.
Il Sunitinib ha mostrato buoni risultati nei pazienti affetti da carcinoma timico.

Altri farmaci biologici potrebbero essere disponibili in sperimentazioni o con prescrivibilità off label. La prescrizione off label è la prescrizione di un farmaco utilizzato comunemente per altri tumori basata su evidenze scientifiche che ne supportino l’uso nel timoma e nel carcinoma timico, come ad esempio per il farmaco Everolimus.