"Vi upptäckte det här för två timmar sen. Jag måste sluta," den tidigare Giro d'Italia vinnaren, 37, berättade en chockad nyhetskonferens på måndag.
Basso skulle bli en av Alberto Contadors huvudlöjtnanter i bergen under de kommande två veckorna.
Han fick ljumsken i en krasch på scen fem och cancern upptäcktes i en kontroll på loppets första vilodag.
Tinkoff-Saxo team-kamrat Contador var i tårar när han satt bredvid Basso under sitt tillkännagivande.
Basso, som kommer att resa till Italien för att genomgå en operation så snart som möjligt, två gånger klar på podiet under Lance Armstrongs långa regeringstid på turnén och många, inklusive Armstrong, förväntade sig att han skulle följa amerikanen till det översta steget när han gick i pension 2005.
Men Basso fastnade i den spanska operation Puerto doping skandal och så småningom medgav att avsikten att fuska. Han fick ett tvåårigt förbud 2007.
Den italienska klättraren, som äger en blåbärsgård i Lombardiet, har gjort anspråk på fem topp-10 mål i Grand Tours sedan han återvände till sporten, inklusive en Giro-vinst 2010.
Han är också en av de vänligaste och mer avslappnade medlemmarna av den professionella peloton så denna nyhet kommer att hälsas med stor bestörtning.
Hans diagnos kommer också att öka fokus på Armstrongs ankomst till Frankrike nästa vecka för att rida två etapper av Tour med ex-England fotbollsspelare Geoff Thomas - en dag före loppet - att samla in pengar för en cancer välgörenhet.
Armstrong återhämtade sig från livshotande testikelcancer tidigare i sin karriär för att vinna de sju Tour titlar han så småningom berövades för sin doping aktiviteter.
Armstrong twittrade på måndagen att han önskade Basso "det allra bästa".
Italienska ryttaren Ivan Basso har dragit sig tillbaka från Tour de France efter att ha avslöjat att han har testikelcancer.