诊断为肝癌时，需要进行多种检查来明确病情及评估分期等，一般会有以下检查项目。首先，血液学检查是常用的，其中甲胎蛋白（AFP）是重要的肿瘤标志物，约70%的肝癌患者AFP会升高，不过也有部分肝癌患者AFP正常。
影像学检查
超声检查： 是初步筛查肝癌常用的方法，价格相对低廉，能发现肝脏内直径1厘米左右的占位性病变，可初步判断肿瘤的位置、大小、数目等情况。CT检查： 包括平扫和增强CT。增强CT能更清晰地显示肝癌病灶的血供情况，有助于区分肝癌和良性病变，还能了解肿瘤与血管的关系，一般在检查前需要注射造影剂，能更精准地判断肿瘤范围等，通常检查时间较短，十几分钟即可完成。磁共振成像（MRI）： 对肝癌的诊断价值也较高，尤其是对一些小肝癌的检出以及与肝脏其他病变的鉴别诊断有优势，对于血管的显示也很清晰，不过检查时间相对较长，可能需要30分钟左右。
病理检查
肝穿刺活检： 是获取病理诊断的重要方法，如果通过影像学等检查高度怀疑肝癌，但又不能完全明确时，可以考虑肝穿刺活检。不过这是有创检查，有一定的出血等风险，一般在B超或CT引导下进行，能获取病变组织进行病理分析，从而明确是否为肝癌以及肝癌的病理类型等，准确率较高。
其他检查
血管造影检查： 如数字减影血管造影（DSA），对于一些小的肝癌病灶，尤其是动脉期可显示出肿瘤血管和肿瘤染色，能更精确地了解肝癌的血供情况，不过这是有创的血管检查，相对应用不如超声、CT、MRI普遍。另外，还会进行全身的检查来评估有无转移等情况，比如胸部X线或CT检查，了解肺部有无转移病灶；骨扫描检查，判断骨骼有无转移等，以全面评估患者的病情，制定合适的治疗方案。