HCC tanısı rutin kan testleri ile yapılamaz. Tümör markeri, alfa-fetoprotein (AFP) ve radyolojik görüntüleme için kan testi ile tarama yapılmalıdır. Bazı doktorlar küçük HCC'yi saptamak amacıyla sirozlu hastalarda her 6-12 ayda bir AFP ölçümünü ve görüntülemeyi önerirler. HCC'li hastaların yüzde altmışı yüksek AFP seviyesine sahip iken, kalanlar normal AFP'ye sahip olabilir. Bu nedenle normal bir AFP seviyesi HCC'yi dışlamak için yeterli değildir.
Radyolojik görüntüleme çalışmaları çok önemlidir ve ultrasonografi, Bilgisayarlı Tomografi (BT) taraması, MRI (manyetik rezonans görüntüleme) ve anjiyografi gereklidir.
HCC'den şüpheleniliyorsa karaciğerin ultrason ile muayenesi sıklıkla ilk çalışmadır.
BT taraması ABD'de karaciğer tümörlerinin tanısı için kullanılan çok yaygın bir çalışmadır. İdeal çalışma oral ve IV (İntravenöz) kontrast kullanımıyla yapılan çok fazlı Bilgisayarlı Tomografi taramasıdır.
MRI vücudun kesitsel görüntüsünü farklı düzlemlerde sağlayabilir. MRI, biliyer ağacın (Safra yollarının) görüntülerini ve karaciğerin arter ve damarlarının görüntülenmesini sağlayabilir
Anjiyografi, kasıktan kontrast maddenin büyük bir damar içine enjekte edildiği bir çalışmadır. Ardından karaciğere arteriyel kan beslemesini değerlendirmek için röntgen resimleri çekilir. Hastanın HCC'si varsa, tümörü besleyen yeni oluşmuş anormal küçük kan damarları nedeniyle karakteristik bir görüntü ortaya çıkar.
HCC ve yüksek AFP için, risk faktörü olan hastalarda biyopsi gerekmeyebilir. HCC tanısı ile ilgili bir şüphe varsa veya doktor biyopsi sonuçlarıyla tedavinin değişebileceğini düşünüyorsa biyopsi yapılabilir.