Siguranța diagnosticului de cancer este dată numai de examenul histopatologic pentru tumori solide sau tumori ganglionare (limfoame) sau de medulogramă pentru leucemii. Aceasta înseamnă că în cazul tumorilor solide este obligatoriu să se recolteze cel puțin o parte din tumoră printr-o procedură chirurgicală pentru a se examina în laborator și a se determina dacă este o tumoră malignă sau benignă.
În cazul leucemiilor, diagnosticul se stabilește prin examinarea unui eșantion de măduvă osoasă, recoltat prin puncție osoasă.