原发性肝癌的诊断方法有多种，其中血清甲胎蛋白（AFP）检测是常用手段之一，约70%的肝癌患者AFP会升高，可作为辅助诊断指标。
血清学检查：
甲胎蛋白（AFP）检测： 一般采用酶联免疫吸附法（ELISA）等方法检测血清AFP水平，正常成人血清AFP含量很低，若AFP≥400μg/L，持续1个月以上，或AFP在200~400μg/L之间，持续2个月以上，并能排除妊娠、活动性肝病、生殖腺胚胎源性肿瘤等，应高度怀疑肝癌。其他血清学指标： 如异常凝血酶原（DCP）、α-L-岩藻糖苷酶（AFU）等也有一定辅助诊断价值。DCP在肝癌患者中的阳性率较高，AFU对肝癌的诊断也有一定特异性。
影像学检查：
超声检查： 是肝癌筛查的常用方法，可发现直径1cm左右的病变。超声检查能显示肿瘤的大小、形态、部位以及血流情况等，可分为常规超声和彩色多普勒超声等。常规超声可初步判断肝脏有无占位性病变，彩色多普勒超声能观察肿瘤内部及周边的血流信号。计算机断层扫描（CT）： 对肝癌的诊断具有重要价值。增强CT扫描可以更清晰地显示肝癌的病灶，表现为动脉期明显强化，门静脉期和延迟期对比剂退出，呈现“快进快出”的特点。通过CT检查可以了解肿瘤的数目、大小、位置以及与周围血管的关系等。磁共振成像（MRI）： 对肝癌的诊断敏感性与CT相近，但在显示肿瘤的细节、鉴别诊断等方面有一定优势。MRI的多序列成像和多参数成像能够提供更丰富的信息，对于小肝癌的检出以及肝癌与肝血管瘤等疾病的鉴别有重要意义。
病理检查：
肝穿刺活检： 是获取病理诊断的重要方法。在超声或CT引导下，通过穿刺针获取肝脏病变组织进行病理检查，以明确病变的性质。但肝穿刺活检有一定的出血等风险，需要严格掌握适应证。对于高度怀疑肝癌但影像学检查不典型的患者，可考虑肝穿刺活检以明确诊断。手术切除标本病理检查： 对于通过手术切除的肝脏肿瘤组织，进行详细的病理检查，包括肿瘤的组织学类型、分化程度、有无包膜浸润等，这对于制定治疗方案和评估预后具有重要意义。