前列腺癌的诊断主要是通过抽血，查血清PSA，用该值进行初步筛查。若在正常值范围内，则存在前列腺癌的可能，但极为罕见。如果是前列腺癌，血清PSA绝大部分升高，需依据升高幅度。若升高在10ng/ml以上时，通常需进一步完善经直肠磁共振检查，进一步明确。但若PSA高于10ng/ml，直肠磁共振检查即使未提示异常，也需建议患者完善进一步诊断方式，即经直肠前列腺穿刺活检，此为诊断前列腺癌金标准。
不论前面做过多少检查，都无直接证据证明为前列腺癌，只能通过经直肠前列腺穿刺活检，通过病理检查才可确诊是否为前列腺癌。血清PSA4-10ng/ml的区间称为灰色区域，处于该区域时，需根据其它值如前列腺体积、游离PSA和总PSA的比值。若比值较低，建议完善磁共振或再去穿刺，若比值较高，建议进一步复查，如每2-3个月复查1次。如果持续未见明显变化，可延长复查时间。因此，诊断前列腺癌有一系列方式，最主要的为通过血清PSA筛查进行初步诊断。