Cornell Universitys ingenjörer tror att den nya tekniken kan hjälpa kirurger att ta bort tumörer mer effektivt.
Sfärerna är gjorda av kiseldioxid, ett glasliknande material, och är belagda med ett färgämne som lyser när de utsätts för ljus.
Sfärerna fästs sedan till antikroppar som riktar sig mot specifika proteiner på cancerceller.
När sfärerna binder till cancercellerna lyser de upp, vilket gör tumörerna synliga för kirurger.
Forskarna säger att sfärerna är tillräckligt små för att passera genom de små blodkärlen som matar tumörer och är tillräckligt ljusa för att ses även genom tjock vävnad.
De säger också att sfärerna är säkra för användning hos patienter.
Forskarna planerar nu att testa sfärerna i kliniska prövningar.
Om försöken är framgångsrika kan sfärerna användas för att hjälpa kirurger att ta bort en mängd olika tumörer, inklusive hjärn-, bröst- och prostatacancer.
"Vi är entusiastiska över potentialen hos denna teknik för att hjälpa kirurger att ta bort tumörer mer effektivt", säger professor Ulrich Wiesner, som ledde forskargruppen.
"Vi tror att dessa sfärer kan göra en verklig skillnad i livet för cancerpatienter."
