Bei keiner anderen Krebserkrankung ist die klinische Praxis so nah an den Idealen der personalisierten Onkologie wie in der Behandlung des nicht kleinzelligen Lungenkarzinoms (NSCLC). Wir stellen hier kurz die Grundprinzipien der molekularen Analyse dar. Der Fokus des Artikels liegt auf dem klinischen Nutzen der Therapie. Schließlich zeigen wir die Herausforderungen für das ärztliche Personal und strukturelle Lösungsansätze auf.