Företaget arbetar med teknik som kombinerar sjukdomsupptäckta nanopartiklar, som skulle komma in i en patients blodomlopp via ett svalt piller, med en handledssliten sensor.
Tanken är att identifiera små förändringar i personens biokemi som kan fungera som ett system för tidig varning.
Arbetet är fortfarande på ett tidigt stadium.
Tidig diagnos är nyckeln till behandling av sjukdom. Många cancerformer, till exempel pankreas, upptäcks först efter att de blivit ohanterliga och dödliga.
Det finns tydliga skillnader mellan cancerframkallande och friska vävnader.
Googles ambition är att ständigt övervaka blodet för de unika spår av cancer, vilket tillåter diagnos långt innan några fysiska symptom visas.
Projektet genomförs av sökbolagets forskningsenhet, Google X, som arbetar med att undersöka potentiellt revolutionerande innovationer.
Det markerar byråns senaste skifte till den medicinska sektorn efter dess arbete med glukosmätande kontaktlinser för patienter med diabetes och förvärvet av en startup som utvecklade en sked för att motverka skakningar orsakade av Parkinsons sjukdom.
Google har också köpt aktier i Calico, ett anti-ageing forskningsföretag, och 23andMe, som erbjuder personliga gentestsatser.
Det diagnostiska projektet leds av dr Andrew Conrad, en molekylärbiolog som tidigare utvecklat ett billigt HIV-test som har blivit allmänt använt.
"Vad vi försöker göra är att ändra medicin från reaktiv och transaktionsmässig till proaktiv och förebyggande," sade han BBC.
"Nanopartiklar... ger dig förmågan att utforska kroppen på molekylär och cellulär nivå."
Google är att utforma en svit nanopartiklar som är avsedda att matcha markörer för olika villkor.
De kan skräddarsys för att hålla sig till en cancercell eller ett fragment av cancer-DNA.
Eller också kunde de finna tecken på att feta plack håller på att bryta sig loss från blodkärlens slemhinna. Dessa kan orsaka en hjärtattack eller stroke om de stoppar blodflödet.
En annan uppsättning skulle ständigt övervaka kemikalier i blodet.
Höga kaliumnivåer är kopplade till njursjukdom. Google tror att det kommer att vara möjligt att konstruera porösa nanopartiklar som ändrar färg när kalium passerar igenom.
"Då [kan du] minnas dessa nanopartiklar till en enda plats - eftersom de är magnetisk - och den platsen är den ytliga vaskulaturen i handleden, [där] du kan fråga dem vad de såg," sade Dr Conrad.
Obundna nanopartiklar skulle röra sig annorlunda i ett magnetfält än de som klumpades runt en cancercell.
I teorin kan programvara ge en diagnos genom att studera deras rörelser.
Som en del av projektet har forskarna också utforskat sätt att använda magnetism för att tillfälligt koncentrera nanopartiklarna i ett enda område.
Teknikföretagets ambition är i slutändan att skapa ett armband som tar avläsningar av nanopartiklarna via ljus- och radiovågor en eller flera gånger om dagen.
Professor Paul Workman, chef för Institute of Cancer Research i London, sade till BBC News hemsida: " I princip är detta stort. Alla nykomlingar med nya idéer är välkomna på fältet.
"Det finns ett akut behov av detta. Om vi kan upptäcka cancer eller andra sjukdomar tidigare, då kan vi ingripa med antingen livsstilsförändringar eller behandling.
"Hur mycket av detta förslag är dröm kontra verklighet är omöjligt att säga eftersom det är ett fascinerande koncept som nu måste omvandlas till praktik."
Hans team på institutet undersöker cancerceller och cancer-DNA i blodet som nya metoder för diagnos och planering av behandling.
Han varnade Google för att en diagnos kan öka ångesten och leda till onödig behandling, så det behövde vara "mycket noggrann och rigorös analys" innan denna typ av blodövervakning kunde användas i stor utsträckning.
Systemet offentliggörs eftersom Google nu försöker etablera partnerskap.
Men dr Conrad försökte spela upp idén att hans firma ville köra ett sökverktyg för människokroppen, vid sidan av den som den redan erbjuder för internet.
"Vi är uppfinnarna av tekniken, men vi har inga avsikter att kommersialisera den eller monetarisera den på det sättet", sade han.
"Vi kommer att licensiera det och partnerna kommer att föra det vidare till läkare och patienter.
"Det här är inte konsumentutrustning. De är receptiva medicintekniska produkter, och du vet att läkare-patient relationer är ganska privilegierade och skulle inte involvera Google på något sätt. "
Analys: James Gallagher, hälsoredaktör
Från att söka på internet till att söka ditt blod, Google har verkligen höga ambitioner. Men är det möjligt?
Grundprinciperna är sunda och speglar det arbete som redan pågår runt om i världen.
Många forskargrupper ser på delar av cancer som flyter i blodet som ett bättre sätt att diagnostisera sjukdomen och även att bedöma vilka tumörer som är mer aggressiva.
Men Google kommer att behöva ta itu med oro kring "falska positiva", när friska människor får höra att de är sjuka.
Dessa har plågat PSA-testet för prostatacancer, eftersom PSA-nivåerna kan stiga även när cancer saknas.
Det finns också frågan om "överdiagnos". Vem behöver behandlas även om ett tillstånd upptäcks?
Det pågår fortsatta kontroverser kring bröstcancerscreening: för varje liv som räddas har tre kvinnor invasiv behandling för en cancer som aldrig skulle ha visat sig dödlig.
Om man inte gör det noggrant, kan det göra hypokondriker av oss alla.
Nanopartiklar är det senaste så kallade "moonshot" som kommer från Google X.
Andra system inkluderar företagets förarlösa bil ansträngning och Project Loon, ett försök att ge Internet tillgång till avlägsna områden via ett nätverk av hög höjd väderballonger.
Även om sådana idéer har potential att tjäna pengar, finns det också en hög risk för misslyckande, och Google X erkänner att flera av dess idéer har dumpats innan de offentliggörs.
En analytiker påpekade att dess förälder var i en sällsynt position när det gällde att göra sådana investeringar.
"Under normala omständigheter är detta den typ av sak som skulle oroa investerare eftersom sådana projekt är för långsiktig och miss takten är för hög," säger Cyrus Mewawalla, från CM Research.
"Men eftersom Googles kärnverksamhet är så stark för närvarande, aktieägare är inte orolig för tillfället och tillåter företaget att ta en chansning."
Analys: Leo Kelion, teknisk skrivbordsredaktör
Googles diagnostiska projekt kanske aldrig förverkligas, men dess betydelse ligger i det faktum att det utgör en del av en bredare push av företaget till hälsoteknik.
Med tanke på att detta redan är en trängselsektor väcker det frågan: varför?
Sökföretaget förnekar att det vill driva sin egen diagnostjänst, med all den integritetshuvudvärk som skulle innebära, men de patent som det skapar längs vägen kan visa sig vara lukrativa.
Utan tvekan det faktum att co-grundare och Google X hövding Sergey Brin har fått veta att en genmutation har ökat hans sannolikhet att kontraktera Parkinsons har också fokuserat ansträngningar.
Och företaget tror tydligt sin expertis i "big data" analys och sin frihet att fokusera på jätte steg framåt, snarare än stegvisa steg, spelar till sina fördelar.
Det är värt att komma ihåg att en annan mycket hyped hälsa idé, Google Flu Trends - som syftade till att förutsäga spridningen av viruset baserat på internet sökningar - har dubbats ett misslyckande av vissa efter forskare sade att det hade överskattat antalet fall i 100 av 108 veckor.
Och amerikanska hälsovakthundar förbjöd Google-stödd 23andme från att sälja heath data delen av sina genetiska screening kit förra året.
Å andra sidan, Googles "smart lins" för diabetiker visar löfte, med schweiziska företaget Novartis steg upp för att licensiera tekniken i juli.
Och den kommande Android Fit plattform, utformad för att utnyttja data från andra appar och bärbara, har en god chans till framgång med tanke på det stora antalet människor som använder operativsystemet.
Google syftar till att diagnostisera cancer, förestående hjärtinfarkter eller stroke och andra sjukdomar, i ett mycket tidigare skede än vad som för närvarande är möjligt.