Liječnici imaju nekoliko metoda za dijagnostiku raka, uključujući slikovne, genomičke i laboratorijske testove. Konačna dijagnostika raka obično zahtijeva biopsiju. Liječnik obično vidi nešto što ga navodi na sumnju na rak i zahtijeva dodatne pretrage. Sumnjivi simptomi koji mogu ukazivati na rak, ili znakovi koje primijeti tijekom rutinskog probirnog testa ili fizičkog pregleda, kao i zdravstvene pritužbe pacijenta, mogu dovesti do zahtjeva za dodatnim testiranjem.
Biopsija je najčešći tip dijagnostičkog testa raka. Biopsije su obično blago invazivni zahvati gdje liječnik uklanja mali komad tkiva i šalje ga u laboratorij. Patolog u laboratoriju pregledava tkiva pod mikroskopom kako bi utvrdio jesu li stanice kancerogene.
Nakon konačne dijagnoze raka liječnik koristi laboratorijske testove. Laboratorijski tehničar pregledat će krv ili urin pacijenta kako bi odredio određene značajke raka, kao što je stadij u kojem se rak nalazi. Ovi testovi su ključni jer pomažu liječniku da odredi najbolji način za nastavak liječenja.
Neki primjeri laboratorijskih pretraga uključuju CBC, testove proteina u krvi, citologiju urina i testove tumorskih markera. CBC ili kompletna krvna slika, test mjeri količinu različitih krvnih stanica u tijelu, a koristi se za dijagnosticiranje raka krvi. Testovi na proteine u krvi otkrivaju abnormalnosti u proteinima imunološkog sustava i koriste se za dijagnosticiranje multiplog mijeloma. Citologija urina otkriva stanice raka u mokraći, što ukazuje na prisutnost raka u mokraćnom mjehuru, bubrezima ili mokraćovodima. Testovi tumorskih biljega traže kemikalije koje proizvode tumori, a uključuju PSA test za dijagnosticiranje raka prostate, HCG za otkrivanje raka jajnika i testisa te alfa-fetoproteinski test za otkrivanje raka jetre.
Slikovni testovi se također mogu koristiti za neke vrste dijagnostike raka. Ovisno o području tijela, mogu se preporučiti rendgenske snimke, kompjuterizirana tomografija (CT), ultrazvuk, pozitronska emisijska tomografija (PET) ili magnetska rezonancija (MRI). Svi ovi slikovni testovi daju slike onoga što se događa unutar tijela. Mamografi su uobičajeni oblik dijagnostike raka koji također koriste slikovne pretrage.
Ponekad liječnici traže promjene u određenim genima koje su povezane s nastankom raka. Oni mogu provoditi genomske testove kao što su fluorescentna in situ hibridizacija, ili FISH, testovi, ili lančana reakcija polimeraze, ili PCR, testovi. Liječnici mogu provesti FISH test kada provode biopsiju dojke. FISH test pokazuje ima li pacijentica dodatne kopije gena HER2, što bi ukazivalo na genetsku komponentu raka dojke. PCR testovi obećavaju kao metoda ranog otkrivanja raka pluća.