直肠癌患者影像学表现为直肠肠壁不均匀、不规则增厚，根据肿瘤分期不同而有所变化，对于晚期肿瘤患者而言，肿瘤可能会突破局部纤维外膜甚至侵犯邻近脏器，如侵犯前列腺、子宫后壁、阴道后壁、膀胱甚至骨盆等。

直肠癌患者诊断除内镜外还包括影像学诊断，即对直肠癌患者开展外科治疗前需进行一系列影像学检查，其中包括对原发病灶以及常见容易发生转移的肝脏、肺脏等远隔脏器检查。通常检查原发病灶时常用影像学手段包括CT和核磁共振，后者对软组织分辨能力较强，尤其适用于低位直肠癌患者的术前检查。另外，远隔脏器影像学检查包括肝脏B超或CT以及肺部CT检查等。