肾癌的诊断大多并不困难，依据病史、肾盂造影及超声检查一般就可得到初步诊断。诊断有困难者可应用ＣＴ检查、动脉造影及囊肿穿刺检查等方法在手术前明确病变的性质。
（一）临床表现
肾癌的初步诊断首先依据临床表现。具有典型的血尿、腰痛、肿块等症状的患者，诊断并不困难，但这类肿瘤往往已属晚期。有些患者的临床表现很不典型，症状不在泌尿系统，并有少数病员，转移性癌的症状可早于肾癌本身的症状，这样诊断就比较困难。天津医学院报道５０例肾癌中，有些病员单纯出现肾外表现，而无血尿、肿块、腰痛三大症状。有发热２例、贫血３例、胃肠功能紊乱１例、左锁骨上淋巴结转移１例。并指出不少患者肾外表现出现在三大症状之前，是肾癌的早期信号。应提高警惕，追寻发热、贫血、肝功能障碍、红细胞增多症，高血压、高血钙等肾外表现的原因。
血尿是肾癌最常见的症状。肾癌引起的血尿大多是无痛性全血尿，一般都间歇出现。出血不多时尿液呈浓茶样或暗红色，出血量多时尿液呈鲜红色。尿常规样查，主要是红细胞增多，蛋白与白细胞均不多。
（二）化验检查
尿常规检查完全正常者也不能除外肾癌。北京首都医院在资料较全的６４例肾癌中有２８例尿常规检查完全正常。除非肾癌已侵入肾盂，尿细胞学检查对肾癌的诊断价值不大。因其阳性率不高。红细胞沉降率、尿乳酸脱氢酶、血清碱性磷酸酶、血清Ｃ-蛋白反应等测定，虽在肾癌患者多数均有升高或呈阳性，但都是非特异性检查，对肾癌诊断价值不大。
（三）Ｘ线检查
Ｘ线检查是肾癌初步诊断的一项主要依据。绝大多数肾癌在肾盂造影片上可见到占位性病变，只有极少数体积很小或靠近肾包膜没有使肾盂肾盏受压变形的肿瘤不能显示。Ｓkinｎｅｒ等观察，在有血尿等症状的肾占位性病变中，肾癌是最常见的病因；而在９４０例无症状的肾占位性病变中，肾癌仅占２％，其他恶性肿瘤占３％，大多数为肾囊肿。
清晰的尿路平片能显示肾脏的轮廓，患肾常显示一部分边缘向外凸出或整个肾外形增大。在观察肾外形时，注意与先天性分叶肾的区别。少数肾癌在平片上显示钙化阴影。有一部分肾结核和罕见的畸胎瘤、包囊虫病及动脉瘤等也可有钙化。
静脉肾盂造影或逆行肾盂造影是诊断肾肿瘤的基本方法。凡肾盂造影片上发现或疑有占位性病变时就需作进一步检查以明确是否有占位性病变及病变的性质。绝大多数患者在手术前应用超声或／和ＣＴ等检查都能获得准确的诊断。
肾脏肿瘤（包括肾实质及肾盂肿瘤）在肾盂造影片上的阳性率很高。据上海的统计，３９８例行静脉肾盂造影者，３９４例阳性（占９８.9９％），４例阴性（占Ｌ０１％）。行逆行肾盂造影者１０９例，１０８例阳性（占99.0８％），１例阴性（占0.９２％）。当然，在这组病例中可能有少数体积很小或靠近肾外缘的肿瘤被遗漏。
在肾盂造影片上常可见到肾盂和／或肾盏受压现象，肾盏变形、拉长，肾盏间距离扩大，一个或一组肾盏缺如。当肾盂被完全阻塞时（往往是巨大肿瘤），患肾功能丧失，在静脉肾盂造影片上不显影。这种病例可行逆行肾盂造影或超声检查。当肿瘤很小，直径小于２ｃｍ或位置靠近肾边缘时，在肾盂造影片上肾盂肾盏可无明显变形。在这种情况可作不同体位（斜位、侧位）的逆行肾盂造影、超声或ＣＴ检查，也可行肾实质断层造影、肾动脉造影等检查。
偶尔有少数肿瘤在引起肾盂肾盏受压变形之前凸向肾盂，在肾盂造影片上显示充盈缺损，疑似肾盂肿瘤。
肾动脉造影可区别肾占位性病变的性质（囊肿、恶性及良性肿瘤）。如系囊肿则血管都被推移到占位性病变的周围，在实质相中呈圆形透亮的无造影剂区。恶性肿瘤内大多血管较丰富，血管粗细不均，造影剂常自肿瘤血管中渗出，在癌组织中形成深浅不均的阴影（血窦和血池）。有时在恶性肿瘤内可见到动脉瘤或／和动静脉瘦。多数良性肿瘤内血管很少且无上述粗细不均的肿瘤血管及造影剂外渗等现象。有少数肾癌，肿瘤内血管非常稀少或完全缺如，在动脉造影片上类似良性肿瘤。肾癌中心坏死液化、肾囊肿内并发肿瘤以及多房性囊肿等病变用动脉造影、ＣＴ和超声检查不易鉴别，用囊肿穿刺检查可明确病变的性质。
ＣＴ（电子计算机断层扫描）检查对诊断肾占位性病变的灵敏度很高，是一种无损伤性检查，目前已成为诊断肾肿瘤的主要方法。ＣＴ可提供以下资料：①能清晰地显示直径１ｃｍ以上的肾占位性病变的部位、大小及形态，灵敏度超过肾盂造影、肾实质断层造影、超声检查及动脉造影。②对肾占位性病变的鉴别诊断也较准确，因ＣＴ能测定占位性病变的衰减值（即密度），并可观察在静脉注射造影剂后占位性病变及其周围组织阴影有无增强。如为单纯性囊肿，衰减值一般很低（-１０～+２０Ｈ）。在注射造影剂后，病变本身及其周围组织的阴影均不增强。如囊肿内并发肿瘤或肾癌坏死液化，则衰减值较高（+１０～+４０Ｈ），提示内容物含血及碎屑或坏死组织。静脉注射造影剂后虽病变的阴影可无增强，但周围组织的阴影都有增强，特别在注射大剂量造影剂后。上述ＣＴ检查的一些特征已足以将单纯性囊肿与其他囊性病变相鉴别。如系实质性肿瘤，衰减值都在+４０Ｈ以上，注射造影剂后病变本身及其周围组织的阴影都有增强。③可显示肾蒂周围及腹膜后淋巴结是否肿大（转移）。④明确肾癌有无侵入邻近器官，肾静脉及下腔静脉内有无癌栓以及肝脾有无转移。对肾癌的分期帮助很大。这种检查患者所受的放射量不大，与钡剂灌肠相似。检查时不一定须注射造影剂，可应用于对碘有过敏的病人。
腹膜后充气造影能较好地显示肾脏外形以观察有无占位性病变。过去在没有超声及ＣＴ等条件时作这种检查。
下腔静脉及选择性肾静脉造影可显示下腔静脉或肾静脉内有无癌栓及下腔静脉是否受到肿瘤的压迫。因这类检查是有损害性的且提供的资料不多，故很少应用。
胸片应列为常规检查之一，因肺部是肾癌最常发生转移之处。
（四）超声检查
这是一种无损害性检查，有很大的诊断价值。此法常在肾盂造影片上发现或疑有肾占位性病变时进行。有时作为肾脏的一种常规检查方法。此法能探测肾内有无占位性病变，及依据回声的高低、回声是否衰减和是否均匀以及病变内壁是否光滑而准确地区分单纯性囊肿和实质性肿瘤。错构瘤在图像上常有特征性的回声，也可获得诊断。不均匀的回声提示肿瘤坏死、多房性囊肿、脓肿或血肿，应作ＣＴ或囊肿穿刺检查等进一步研究。这种检查也能显示肿瘤有无侵入邻近器官及肝脾有无转移，对肿瘤的分期有一定帮助。其缺点为图像没有ＣＴ清晰，不能清楚地显示区域淋巴结及腹膜后淋巴结有无肿大（转移）。
（五）囊肿穿刺检查
用大剂量造影剂作静脉肾盂造影，待肾盂肾盏显影后，用２０号腰穿针在荧光屏（或ＣＴ）定位下进行囊肿穿刺。这项检查包括抽出液的肉眼观察、化学分析、细胞学检查、细菌培养及囊肿Ｘ线造影，在抽出一定量的液体后注入等量的造影剂和空气作囊肿造影，观察囊肿的内壁是否光滑，在囊肿感染、囊肿内并发肿瘤或肾癌坏死液化患者，抽出液的分析结果有蛋白及脂类增高。这一系列检查结果使囊性病变的性质可得到准确的诊断。
（六）穿刺活检 用２２号细针在Ｘ线定位下进行。在针退出过程中注射无菌蒸馏水或在穿刺处立即作放疗（５Gｙ）可防止癌细胞的接种。
（七）放射性核素检查