Az elmúlt évtizedekben a molekuláris és genetikai ismereteinket már in vivo, azaz a szervezet szintén igyekszünk felhasználni. A molekuláris-genetikai diagnosztikai módszerek egyértelműen bevonultak a mindennapi gyakorlatba. Egy új diagnosztikai korszak kezdetén vagyunk, s az újabb eljárások jelentősen hozzájárulnak a tumorok korai felismeréséhez, illetve a kezelések hatékonyságának pontosabb leméréséhez. Ezek a non-invazív módszerek sejtszintű célpontokhoz kötődnek, tehát a korábban a detektálás alsó határának tekintett, 2 cm-nél kisebb "anyagcsereszigeteket" is felfedik. A CT, és MR-vizsgálatok kombinálhatók a PET eljárással, egyesítve az anatómiai megjelenítést a funkcionálissal.