Objetivos: demonstrar os mecanismos imunológicos da infecção por SARS-CoV-2 em pacientes onco-hematológicos, e, discutir seu significado clinicopatológico. Materiais e métodos: Foi realizada revisão de literatura nas plataformas Pubmed e Scielo, correlacionando os estudos mais recentes com os descritores SARS-CoV-2, novo coronavírus, imunopatologia, oncologia, hematologia, câncer e imunossupressão. Resultados: Pacientes onco-hematológicos são extremamente susceptíveis à COVID-19 devido à supressão do sistema imunológico desencadeada pelos mecanismos de evasão tumoral e pela imunossupressão sistêmica severa oriunda do tratamento quimioterápico. Discussão: Os pacientes com câncer são classificados como um subgrupo de alto risco a infecção por SARS-CoV-2. Segundo o Centro Chinês de Controle e Prevenção de Doenças a taxa de letalidade de COVID-19 foi de 5,6% para portadores de câncer. Já na Itália, em uma amostra de 355 óbitos devido ao SARS-CoV-2, 20,3% apresentavam câncer ativo. Os pacientes com neoplasias, majoritariamente hematológicas, evoluem com pior prognóstico e desenvolvem complicações como as síndromes do desconforto respiratório agudo, disfunção de múltiplos órgãos, sepse, choque e lesão miocárdica. Os sinalizadores imunológicos relacionados aos piores desfechos clínicos são interleucinas 1 beta, 2, 6, 8, 10, 17, interferon gama e fator de necrose tumoral alfa. A produção exacerbada dessas substâncias desencadeia a Síndrome de Liberação de Citocinas, que está associada à ocorrência de casos mais graves e ao óbito. Contudo, no caso de pacientes imunossuprimidos, como os portadores de linfoma e leucemia, também há uma desregulação das vias do Sistema Complemento e a ação dos linfócitos T fica prejudicada fazendo com que sejam susceptíveis a infecções mais graves, como o COVID-19. Notam-se ainda altos níveis de D-dímero, ferritina e lactato desidrogenase séricos, proteína C reativa, e, redução de linfócitos, monócitos, eosinófilos, basófilos, células T helper de memória, células T regulatórias, células TCD4 e TCD8, associadas a um elevado número de leucócitos, da relação neutrófilo linfócito, dos níveis de biomarcadores e citocinas inflamatórias, de células T naive e da resposta Th17. Quanto a quimioterapia, em tumores sólidos, compromete-se a expansão clonal de linfócitos e da proliferação de células na medula, o que embarga o funcionamento pleno do sistema imune, podendo ocasionar neutropenia, contribuindo para a invasão e colonização de patógenos. Já em tumores hematológicos não há a capacidade de uma resposta imune eficiente contra patógenos por conta de uma total imunossupressão medular, impossibilitando a produção de uma defesa eficaz. Conclusão: Nota-se que o SARS-CoV-2 atinge linfócitos T e que os preditores de piores desfechos clínicos englobam a interleucina-6, proteína C reativa e a relação neutrófilo linfócito. A resposta imune desregulada que o tumor por si só estabelece no paciente com câncer já representa uma situação grave e quando o COVID-19 acomete esse paciente imunossuprimido, torna-se insustentável. Logo, os cuidados aos pacientes onco-hematológicos devem ser mais rígidos, a fim de evitar a contaminação por esse vírus e desfechos clínicos que comprometam ainda mais o sistema imune do paciente.