诊断肾癌需要进行实验室检查、影像学检查和病理学检查。实验室检查的目的是作为对患者术前一般状况、肝肾功能以及预后判定的评价指标，主要包括尿素氮、肌酐、肝功能、全血细胞计数、血红蛋白、血钙、血糖、血沉、碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶等。
目前，尚无公认的可用于临床诊断肾癌的肿瘤标记物。肾癌的临床诊断主要依靠影像学检查，确诊则需病理学检查。 常用影像学检查项目包括：胸部X线片（正、侧位）、腹部超声、腹部CT、腹部MRI检查，PET或PET-CT检查一般很少用于诊断肾癌，多是用于晚期肾癌患者以便能发现远处转移病灶或用于对进行化疗、分子靶向治疗或放疗患者的疗效评定。对未行CT增强扫描，无法评价对侧肾功能者应行核素肾血流图或静脉尿路造影检查。
有下列3种情况之一的肾癌者应该进行核素骨显像检查：
1.有相应骨症状。
2.碱性磷酸酶高。 由于影像学检查诊断肾癌的符合率高达90%以上，而肾穿刺活检病理检查诊断肾癌的价值有限，所以通常不做肾穿刺活检检查。但对影像学诊断难以判定性质的小肿瘤患者，可以选择行保留肾单位手术或定期（1～3个月）随诊复查。