Medicina personalizada ou medicina de precisão é a adaptação do tratamento médico às características individuais de cada paciente. A abordagem baseia-se em informações científicas a respeito das características genéticas e proteicas das células cancerosas, que determinam quão bem ou quão mal irá funcionar um determinado tratamento. Dessa forma, é possível prever quais tratamentos serão mais seguros e eficazes para cada paciente e quais não serão.

Testes laboratoriais ou de patologia permitem que os médicos possam selecionar uma terapia ou tratamento baseado no perfil molecular de um paciente, podendo não apenas minimizar os efeitos colaterais das medicações e garantir um melhor resultado do tratamento, mas também podendo ajudar a diminuir os custos em comparação com uma "tentativa e erro", abordagem mais comum em tratamentos mais convencionais contra o câncer.

Alguns fatores que ajudam a personalizar os esquemas de tratamento estão relacionados ao indivíduo, como por exemplo: função renal ou função do fígado, que podem determinar maior ou menor concentração da medicação no sangue. Entretanto, a maioria dos fatores que personalizam o tratamento estão relacionados com o próprio tipo de câncer e suas alterações genéticas.