El cáncer de pulmón sigue siendo uno de los cánceres más comúnmente diagnosticados y uno de los más mortales. La alta tasa de mortalidad se debe principalmente a la etapa tardía del diagnóstico y a la baja tasa de respuesta a la terapia. Estudios de investigación previos y en curso han intentado descubrir nuevos biomarcadores confiables y útiles para el diagnóstico y pronóstico del cáncer de pulmón. La secuenciación de nueva generación se ha convertido en una herramienta esencial en el diagnóstico, pronóstico y evaluación de la respuesta al tratamiento del cáncer. Este artículo tiene como objetivo revisar la investigación líder y las aplicaciones clínicas en el diagnóstico del cáncer de pulmón utilizando secuenciación de nueva generación. En este ámbito, identificamos los artículos más relevantes que presentan el uso exitoso de la secuenciación de nueva generación en la identificación de biomarcadores para el diagnóstico temprano correlacionado con el diagnóstico y tratamiento del cáncer de pulmón. Esta técnica puede utilizarse para evaluar un gran número de biomarcadores en un corto período de tiempo y a partir de pequeñas muestras biológicas, lo que convierte a la NGS en la técnica preferida para desarrollar pruebas clínicas para la medicina personalizada utilizando biopsia líquida, la nueva tendencia en oncología.