L'évaluation complète du patient requiert habituellement un examen clinique (permettant d'une part de retracer les antécédents médicaux et l'historique de la maladie, et d'autre part, de rechercher d'éventuels signes physiques), ainsi que des examens complémentaires de diagnostic. Plusieurs de ces examens sont parfois nécessaires pour déterminer si une personne est atteinte d'un cancer ou d'une autre affection (telle qu'une infection) mimant les symptômes de cette maladie, pour surveiller son évolution, et pour planifier et évaluer l'efficacité des traitements employés. Les examens de diagnostic pouvant être réalisés dans le cadre de l'oncologie incluent à la fois des analyses biologiques réalisées sur des prélèvements (tests sanguins, analyses d'urine, biopsies, tests génétiques, ...) et des examens pratiqués sur les patients à l'aide d'équipements médicaux.