A maioria das neoplasias na bexiga tem início no urotélio. O carcinoma das células de transição é o mais comum. A citologia urinária juntamente com a cistoscopia, permanece como ferramenta de diagnóstico e monitoração. Alguns marcadores potenciais foram reconhecidos em espécimes de citologia urinária, incluindo a proteína p53. O objetivo desta pesquisa foi descrever os marcadores moleculares para diferenciação diagnóstica do carcinoma urotelial. Foi realizado um estudo de revisão de literatura. Quando observamos o carcinoma urotelial, notamos que há dissensões resultantes em variantes histológicas; sendo assim, utilizamos a imuno-histoquímica para confirmar sua origem. O urotelioma apresenta microhematúria, macrohematúria indolor. As células apresentam ocasionalmente um arranjo “semelhante a janela”. Os biomarcadores baseiam-se na expressão diferencial das proteínas, DNA, RNA ou marcadores relacionados ao câncer. Observou-se que a citologia apresenta uma baixa sensibilidade, porém, em concentrações mais altas, a sua especificidade é >90%. A sensibilidade combinada da maioria dos marcadores variou e a especificidade da maioria variou entre 70% a 90%, menor que a citologia urinária. Nisso, os marcadores passam por estudos constantes para melhorar as tecnologias atuais. Embora a técnica seja de alto custo, a utilização e combinação de biomarcadores juntamente com a citologia urinária tem resultado na alta sensibilidade e especificidade.