El diagnóstico de los tumores malignos se hace, tras su sospecha clínica, mediante el estudio microscópico de una muestra del tumor o por la detección de células malignas en diversos líquidos orgánicos. En cada paciente se debe establecer el tipo histológico del cáncer —origen celular—, el órgano donde se inició y el estadío evolutivo, así como el grado de agresividad histológica.

De esta manera se logra clasificar el cáncer en distintas enfermedades, según su origen, agresividad y extensión, lo que facilita emitir un pronóstico vital aproximado y seleccionar el mejor tratamiento actualmente disponible. Además, esta forma de actuación clínica permite el desarrollo de protocolos de investigación clínico-terapéuticos, lo que ha contribuido a poder alcanzar en la actualidad un índice de curaciones en el global de cáncer de hasta un 60%.