Como existem muitos tipos diferentes de câncer e como os seus tratamentos variam, o diagnóstico de um câncer e a determinação do tipo específico são absolutamente essenciais. Isto requer sempre, a obtenção de uma amostra do tumor suspeito para exame microscópico, e em alguns casos, a análise genética das células tumorais. Pode ser necessária a realização de vários exames especiais da amostra para se caracterizar o câncer de um modo mais acurado. O conhecimento do tipo de câncer ajuda o médico a determinar quais exames devem ser solicitados, pois cada câncer tende a seguir um padrão próprio de crescimento e de disseminação.
Em até 7% dos pacientes com câncer, os exames identificam metástases antes mesmo da identificação do câncer original. Algumas vezes, o câncer original pode não ser descoberto. Entretanto, os médicos geralmente conseguem identificar o tipo do tumor primário realizando uma biopsia da metástase e examinando o tecido ao microscópio. Apesar disso, nem sempre a identificação é fácil ou segura.