诊断膀胱癌最可靠的方法目前为膀胱镜下取活检，如果病理证实有癌细胞，是最可靠的方法，并且能够了解细胞的性质，对下一步的诊断、治疗和预后能够提供很大的帮助。所以目前全世界的金标准都是膀胱镜下取活检组织，进行病理切片分析，还可以使用尿细胞学的检查，也就是说在尿液当中收集细胞，做沉渣的分析，如果尿脱落细胞当中发现有癌细胞，也可以作为诊断的直接依据。
其他还有一些诊断膀胱癌的方法，比如利用影像学CT、核磁，进行尿中的原位荧光杂交技术或者查尿液当中的膀胱肿瘤抗体，但是后面的几种方法都是间接的方法，都不如膀胱镜或者尿细胞学检查来得更为直接和可靠。