诊断肝癌重要的指标包括抽血化验指标，以及影像学的标准。对于肝癌经典的血清学标志物是甲胎蛋白，英文简称AFP，主要是由肝癌细胞合成。另外，在少数情况下，肝功能衰竭后新的再生肝细胞也可以合成甲胎蛋白，所以甲胎蛋白明显升高，或者短期之内出现迅速动态的升高，是诊断肝癌重要的参考指标。
对于肝脏，首选的影像学方法，即肝脏彩超，或者肝脏CT、肝脏核磁检查，在必要的情况下，可以进行肝动脉造影，可以发现占位的存在。另外，还要结合患者是否具有慢性肝病病史，绝大多数肝癌患者是发生于慢性肝病基础之上，比如肝硬化，或者慢性肝病、慢性肝炎，大多数肝脏没有基础病的患者很少会直接得肝癌。
