El papel de los procedimientos diagnósticos es inestimable en situaciones en las que no se puede realizar un diagnóstico seguro a partir de métodos menos invasivos (principalmente radiológicos). Durante un procedimiento de diagnóstico, se toma material del tejido canceroso macroscópico para examinarlo al microscopio. A continuación se envía al laboratorio de patomorfología para su evaluación histopatológica, con el fin de confirmar o descartar el diagnóstico de un tumor maligno primario o su recidiva. En ocasiones, durante la intervención quirúrgica, el cirujano también puede examinar otros sistemas y órganos (por ejemplo, durante una cirugía exploratoria abdominal) y evaluar el estadio de la enfermedad para la aplicación del tratamiento más eficaz.