血清學和影像學的不斷發展為肝臟腫瘤的診斷提供了各種方法，臨床上把血清學診斷稱為“定性診斷”，影像學診斷稱為“定位診斷”，穿刺活檢或脫落細胞檢查稱為“病理診斷”這些方法的綜合應用可提高診斷的正確率。
1.甲胎蛋白（AFP）檢測
AFP對小兒肝母細胞瘤及肝細胞癌準確率達90%左右，其臨床價值有：
（1）早期診斷：能夠診斷亞臨床病灶，可在癥狀出現8個月前左右做出診斷。
（2）鑒別診斷：因89%肝細胞癌患兒血清中AFP大于20ng/ml，因此甲胎蛋白低于此值又無其他肝癌證據者，可排除肝癌。
（3）有助于反映病情好轉與惡化：AFP上升者表示惡化，下降者如臨床癥狀也改善則病情好轉。
（4）有助于判斷手術切除的徹底以及預示復發與否：術后AFP下降至正常值者示切除徹底，降而復升者提示復發，也可在復發癥狀出現前6～12個月做出預報。
（5）有助于對各種治療方法做出評價：治療后AFP轉陰率越高，其效果越好。
AFP假陽性，并非所有AFP陽性的患兒都患有肝癌，AFP假陽性主要見于肝炎、肝硬化，兩者占假陽性病例的80%，此外還有生殖腺胚胎癌、消化道癌、病理性妊娠、肝血管內皮瘤、惡性肝纖維組織瘤等。AFP陰性患兒的診斷，AFP陰性不能除外肝癌診斷時，可進行酶學檢查，其中較有臨床意義的是：α1抗胰蛋白酶（AAT），γ-谷氨酰轉酞酶（γ-GT），癌胚抗原（CEA），堿性磷酸酶（AKP）等，這些血清學的化驗結果在肝病患兒都有可能上升，但都不具備特異性。
2.肝穿刺活組織檢查
對診斷基本明確的可以不做肝穿刺檢查，因為肝臟穿刺有一定的并發癥，最常見為出血，另外肝穿刺時穿刺針會穿過門靜脈或肝靜脈及膽道，此種情況就有可能會有癌細胞被帶到血管內，引起轉移。
3.B超
可顯示大于1cm的腫瘤、診斷正確率為90%，可顯示腫瘤大小、部位、形態、數量、肝膽管、門靜脈、脾臟、腹腔淋巴結等，同時對肝硬化、脾大腹水也可做出診斷。
4.CT
對肝癌的診斷準確率為93%，最小分辨顯示為1.5cm，其優點是可直接觀察腫瘤的大小、位置和肝靜脈門靜脈的關系，并可診斷門靜脈或肝靜脈有無癌栓。
5.血管造影
肝動脈造影可了解病變的血運情況以判斷手術的可能性及指征。可顯示1.5cm左右的腫瘤，是目前影像學診斷方法中分辨力最高的一種，同時對鑒別肝血管瘤有重要的意義，在明確診斷的同時，還可了解肝動脈有無變異現象，對肝切除手術有很重要的幫助，如果為中晚期肝癌，不能手術治療時，可給以栓塞和（或）化療。
6.MRI和CT
二者相比結果基本一致，但對一些難以鑒別的肝腫塊有幫助，T1、T2圖像能比較明確地分辨肝癌、肝血管瘤、肝膿腫、囊腫等。
7.放射性核素掃描
對難以和血管瘤相鑒別的患兒可運用血流掃描加以鑒別，因放射掃描的分辨力低，一般很少用來做肝癌的診斷方法。
8.腹腔鏡
在難以確診的患兒可考慮用腹腔鏡檢查，直接觀察肝臟、肝表面腫物及腹腔內的情況。
9.X線檢查
X線透視下可見右膈升高、運動受限或限局性隆起，部分病例在X線平片中可見腫瘤內有鈣化影，部分病例診斷時有肺轉移瘤。
10.PET-CT檢查