Para que sejam introduzidas terapias complexas e específicas, é necessário que o diagnóstico de câncer seja de certeza, e não de probabilidade, como em outras doenças. E com a disponibilidade recente de terapias alvo, direcionadas para subtipos específicos de tumores, a amostragem do tecido doente com sua análise microscópica e molecular é crucial para o melhor planejamento terapêutico.

A biópsia é a retirada de uma amostra do tumor para análise. Cada tumor possui uma morfologia característica, que será identificada ao microscópio pelo Médico Patologista. As características deste material serão descritas no laudo anátomo-patológico. Quando se realiza a remoção cirúrgica de um tumor, também será emitido um laudo anátomo-patológico. Espera-se que a descrição do estudo revele as características das células encontradas, a presença de vasos sanguíneos, nervos, vasos linfáticos, se há gânglios linfáticos (linfonodos) e em qual número, além de outras características fundamentais. O laudo anátomo-patológico é, sem dúvida, o exame mais importante para o diagnóstico preciso e o adequado planejamento terapêutico.

Uma vez realizada a biópsia ou o tratamento cirúrgico, não é rara a necessidade de uma exame adicional chamado imunohistoquímica. Por exemplo, se estamos diante de um nódulo no fígado, e precisamos identificar se o nódulo surgiu no próprio fígado ou se iniciou em outro órgão com acometimento secundário do fígado. Há situações em que tumores originados da mama, do intestino ou do fígado, possam ter aspecto semelhante ao microscópio, não sendo possível distingui-los apenas pelas morfologia microscópica. Neste casos, podemos pesquisar proteínas específicas de determinados tecidos. Por exemplo, supondo que a mama possui uma proteína A, o intestino uma proteína B, e o fígado uma proteína C, e no paciente foi identificada morfologia compatível com tumor originado do intestino associada a presença da proteína B, conclui-se que o tumor surgiu no intestino com acometimento secundário do fígado. Esse exame que realiza a pesquisa de proteínas no tumor é chamado imunohistoquímica.