重庆市肿瘤医院肿瘤学实验室是集肿瘤实验诊断、科研、教学为一体的重点科室，现为重庆市肿瘤学重点实验室，重庆医科大学、广西医科大学博士、硕士研究生培养基地和博士后科研工作站。科室现有专业技术人员23名，其中高级职称4名，中级职称5名，初级职称14名，重庆市学术技术后备人才1人，全科人员50%以上具有研究生以上学历。科室下设临床基因扩增实验室（PCR实验室），发光免疫检测室，流式细胞分析室，质谱分析室，肿瘤组织样本库等实验室。配备有流式细胞分析仪、实时荧光定量PCR仪，二代高通量基因测序仪、流式液相芯片仪、HPV基因杂交捕获仪、全自动发光免疫分析仪，蛋白芯片分析仪、细胞培养箱、低温(-85℃)冰箱等一系列先进仪器设备。近年来，科室承担和完成科研课题20余项，分别获得重庆市科技进步一等奖和三等奖4项，四川省科技进步二等奖1项，重庆市卫生局科技成果一等奖、二等奖和三等奖11项。在国内、外杂志发表学术论文50余篇。

肿瘤学实验室注重基础研究与临床应用相结合，发挥肿瘤实验诊断的特色和优势，应用发光免疫分析、分子生物学、流式细胞分析、生物芯片和基因检测等新技术，开展肿瘤标志物检测、13种高危型HPV基因杂交定量检测、肿瘤蛋白芯片筛查，免疫功能分析、甲状腺功能、性激素功能检测、肿瘤基因分析、乙肝DNA定量检测等肿瘤专科特色检查项目，为肿瘤的筛查和早期诊断、治疗观察、肿瘤耐药及药敏评价、复发转移监测及肿瘤靶向治疗提供新技术平台，肿瘤实验诊断技术居于全市领先水平。