近年來應用于肺癌的預后及預測治療效果的分子生物標記獲得很大的發展。 東方人、 女性及不抽煙的肺腺癌患者發生表皮生長因子受體(EGFR)突變的比例較高。 而西方人和抽煙的患者發生KRAS 突變的比例較高。EGFR的小分子酷氨酸激酶抑制劑(TKls)，如吉非替尼和厄洛替尼， 最近被廣泛用于治療肺腺癌。研究發現具有EGFR突變的患者， 對EGFRTKls治療的反應性較高， 且有較佳的存活期。 因此， 針對具有EGFR突變的患者，EGFRTKls被列為第一線治療藥物。對于沒有EGFR突變的患者，則適合第一線接受化學治療藥物。另外，在一笑部分的肺癌患者中發現EML4與ALK的基因重組。具有ALK基因重組的肺癌患者，對小分子ALK激酶抑制刑， 如克哇替尼，具有高度敏感性。隨著肺癌分子生物學的發展， 對肺癌的治療，進入了個人醫療及精確醫療的新境界。然而，接受EGFRTKls治療的患者，在治療過程中陸續對EGFR TKls產生抗藥性，而此抗藥性被發現與T790M 及c-MET amplification 有關。并且仍有20% ～30%具EGFR突變的患者對EGFRTKls的治療沒有反應。肺癌分子生物學專家目前除了尋找新的肺癌分子生物標記之外，也正在針對這些問題進行研究，期待能有更進一步的突破。

而胸腔外科醫師的角色亦有微妙的轉變，譬如對患者進行局部抗藥性腫瘤的切除并運用腫瘤組織做基因分析和后續治療的依據。