诊断肝癌最有价值的检查是肝脏穿刺活检，肝脏穿刺活检经过体外穿刺，能够取得肿瘤相应组织病理，并进行免疫组化及纤维镜观察，可作为原发性肝癌最有价值的检查，通过患者既往有慢性病毒性肝炎、肝硬化、酗酒、非酒精性脂肪肝病史或肝癌家族史，近期有无肝区不适、疼痛、发热、黄疸、腹部包块、黑便、出血倾向、少尿、意识障碍等表现，以及影像学检查一般可以做出肝癌的临床诊断。
对可进行根治性治疗的患者，不必进行肝穿刺活检。但对CT或核磁共振不具有肝癌特征的结节，可行肝穿刺活检进行确诊。由于肝穿刺活检有2%-3%患者可发生针道种植，并且有30%患者有假阴性，需慎重确定肝穿刺活检指征及判断结果。