Ứng dụng đầu tiên được triển khai từ năm 2012 tại Việt Nam nhằm nâng cao chất lượng chẩn đoán và điều trị bệnh ung thư là việc sử dụng máy chụp cắt lớp vi tính độ phân giải cao lên tới 256 dãy và kỹ thuật chụp PET/CT. Điều này cho phép các bác sĩ phát hiện sớm các tổn thương nhỏ dưới 1cm, phân biệt tổn thương ác tính với các tổn thương khác dựa trên mức chuyển hóa năng lượng của tế bào mà các phương pháp trước đây chưa hoặc không phát hiện được.

Một tiến bộ khác trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh giúp phát hiện sớm và có thể mang lại cơ hội điều trị khỏi với các khối u đường tiêu hóa là việc áp dụng kỹ thuật nội soi cắt hớt niêm mạc dạ dày và sử dụng máy siêu âm nội soi phế quản kết hợp sinh thiết xuyên vách phế quản trong chẩn đoán các khối u phổi và trung thất.

Trên thế giới cũng như tại Việt Nam, chẩn đoán giải phẫu bệnh được xem là “tiêu chuẩn vàng”, là xét nghiệm bắt buộc đối với bệnh ung thư. Hiện nay, tại Bệnh viện K ngoài xét nghiệm được thực hiện trên bệnh phẩm mẫu mô đã trở thành thường quy, các bác sĩ giải phẫu bệnh còn thực hiện được hầu hết các xét nghiệm hóa mô miễn dịch nhằm phát hiện các kháng nguyên trên bề mặt tế bào u, phục vụ cho chẩn đoán dòng tế bào, chẩn đoán phân biệt tìm nguồn gốc khối u hay phục vụ cho điều trị nội tiết, điều trị trúng đích, hay xét nghiệm... đánh giá tiên lượng đáp ứng điều trị và chỉ định các thuốc miễn dịch hợp lý.