Los avances que en los últimos años se están produciendo en las tecnologías ómicas está suponiendo el descubrimiento paralelo de nuevos biomarcadores de utilidad clínica en el diagnóstico, pronóstico y tratamiento de numerosas enfermedades. En gran medida, estos avances se deben también a la proliferación de nuevos métodos de análisis con características de funcionamiento muy mejoradas que posibilitan una mayor exactitud y reproducibilidad de los resultados a menor coste y en menor tiempo. En el presente trabajo se analizan las posibilidades de estos biomarcadores en clínica y su impacto en el desarrollo de medicamentos, haciendo una revisión de los métodos analíticos más utilizados en la actualidad, con especial hincapié en la preparación de las muestras y la diferentes alternativas analíticas que se están empleando en la investigación de nuevas proteínas de utilidad como biomarcadores en el contexto de la proteómica. El capítulo finaliza con una aproximación a la importancia de los biomarcadores en la investigación del cáncer y del futuro que representará su uso en el ámbito de la medicina personalizada.