如何诊断阴茎癌应该考虑许多良性病变。这些病变包括尖锐湿疣、粘膜白斑病、干燥性闭塞性龟头炎(BXO)等。粘膜白斑病和干燥性闭塞性龟头炎会出现白色斑点和斑块。尖锐湿疣是一种性传播疾病，如大家所知的生殖器疣等，多为菜花样，经常出现在阴茎的多个地方而非仅仅在龟头处。干燥性闭塞性龟头炎与尿道有关，这些患者通常需要长期随访以防发生尿道狭窄。干燥性闭塞性龟头炎也被认为是癌前病变，所以患者需密切随访。
活检仍然是阴茎鳞状细胞癌的标准诊断手段。对于较小、局限的病灶可以考虑切除活检。在这些患者中需要做到切除后深部组织手术切缘为阴性。活检对疾病的分级和组织学分类提供了有用的信息。对于小病灶，侵犯深度也可经活检得到确认。较大的病灶可能更容易通过体格检查和影像学检查来判断浸润程度。这些零散的信息组合在一起有助于正确的进行疾病分期以及在没有明显的临床肿瘤转移症状（即触及转移淋巴结）下判断微观转移的可能性。
阴茎鳞癌主要经淋巴引流途径扩散，并且这种播散是沿着可预测的腹股沟淋巴结链逐步进展。因此评估这些淋巴结状态不仅有助于阴茎癌的分期，还能够决定最佳的治疗方案。目前面临的挑战是，许多患者的腹股沟淋巴结肿大可能与转移无关，而是反应性和炎性肿大。目前的经验是在治疗原发灶并且伤口痊愈4-6周后再重新评估病人的淋巴结情况。