身體每個正常細胞的運作，都是由極之精密的基因系統所控制，令每個細胞互相配合成為一體。而腫瘤的形成、生長和擴散，很大程度上是由於這個複雜的基因系統出現了突變，令本來有秩序的新陳代謝出現問題而失去控制。
人類在1950年代發現基因的基本單位DNA，生命的秘密就蘊藏在DNA（A/T/G/C）組成的密碼之中。由於當年解讀密碼（DNA排序）的生物化驗相當繁複和昂貴，人類在1970年才發現第一個致癌基因（SRC）。直到2000年，集合全球生物科技力量，人類整個基因圖譜的排序才首次完成，共發現了約20,000個基因。然而這只是第一步，譯出密碼並不等於明白密碼背後的功能。
在技術水平的限制下，直至21世紀頭10年，分子生物學在臨牀生物學上的應用，只限於個別、單一的基因分析，對大部分腫瘤病人的治療沒有直接影響。對同一源頭、同一分期的腫瘤，每一個病人的治療方案都是一樣。
直到2000年左右，分子生物學對基因排序技術取得突破；排序成本從2008年開始大幅下降，使DNA排序的準確度、速度大幅提升，從而逐漸進入臨牀應用階段。利用次世代定序（next generation sequencing，NGS。相關報道：goo.gl/3CA57v）作個別病人樣本的全面DNA排序，所需時間由幾個月縮減到一天以內，成本亦以幾何級數下降。分子腫瘤學研究發展加快了，新藥物研究的效率也提高了，NGS技術使個人化腫瘤治療進入臨牀使用成為可能。美國食品及藥物管理局在2017年正式認可首個NGS腫瘤基因排序平台。
NGS腫瘤基因排序和精準治療已經引入香港。在得到病人的同意後，腫瘤科醫生可以把病人的腫瘤組織送往海外的實驗室做NGS排序。現時的NGS排序都是由商業公司經營，不同的平台在技術層面上稍有不同，但大致都包括約300至500常見的致病基因。排序後的複雜基因密碼會經過生物信息學（bioinformatics）分析，再編輯成報告作臨牀參考。從病人簽署同意書到分析報告完成，約需4周。
腫瘤科醫生可以根據報告的建議，為病人設計個人化的腫瘤治療方案。例如肺癌細胞若帶有一種皮膚癌常見的基因突變（BRAF V600E），該肺癌病人便可以考慮使用針對皮膚癌BRAF的藥物。除了標靶治療以外，部分NGS報告亦會分析腫瘤對免疫治療或不同化療的敏感度。
透過先進的NGS排序科技，醫生大大增加了對癌細胞生物特徵的認知，令部分病人在臨牀治療上直接獲益。但是生物資訊的增加，同時也帶來一些難題。首先，NGS的結果可能和一些傳統化驗報告不脗合，不同平台的技術和品質控制也有參差。同一個基因內，不同位置、不同種類的突變，對基因的功能以至癌症的特徵都會有截然不同的影響。此外，如何演繹NGS報告的用藥建議亦大有學問。一個腫瘤可能帶有多個基因變化，究竟應該針對哪一種變化用藥，還是多藥一起使用，現時並沒有很好的指引。