根据患者的病史、临床检查和影像学等对骨肉瘤进行诊断，按检查结果判断骨肉瘤的病变性质。当有骨肉瘤病变时，直接目视可以看到局部的肿胀现象，皮下静脉也会出现明显的增多、增粗，触压时可引起疼痛及局部的皮温升高。
通过X光、CT、核磁共振的影像学检查，可看到极明显的异常骨现象，如新骨生成、骨破坏现象及软组织的相应表现，再通过病灶活检，即肿瘤部位通过穿刺或切开取出肿瘤组织进行病理检查，达到确诊骨肉瘤的目的。
确诊骨肉瘤之后还需进一步检查，了解肿瘤有无远处转移，如胸部CT扫描、PET-CT全身扫描，根据肿瘤分期做出合理的治疗计划。