早期診斷有時較困難，必須詳細追問病史，家族史，進行細致的全身和眼部檢查，此外，還應行鞏膜透照，超聲波，FFA，CT及MRI等檢查，以期作出診斷。必要時需要取活檢進行組織病理學檢查，進一步確診。
組織病理：黑素細胞異常增生，在表皮內或表皮-真皮界處形成一些細胞巢。這些細胞巢大小不一，并可互相融合。巢內黑素細胞的大小與形狀，以及核的形狀存在著不同程度的變異。有絲分裂(包括異常的有絲分裂)較良性色素痣更為常見，腫瘤細胞胞質中有色素顆粒。在侵襲性惡性黑素瘤中，腫瘤細胞向真皮或皮下組織浸潤生長。免疫組織化學染色：腫瘤細胞S100陽性、HMB45陽性及MelanA陽性。