骨癌的診斷有的比較容易， 單憑臨床檢查即可作出初步診斷， 如表淺部， 位的骨瘤或骨軟骨瘤等， 有的在x線片上有特點， 可根據典型的x線所見得出初步印象如硬化性骨肉瘤、軟骨肉瘤等;有的則須結合臨床、x線和病理， 綜合分析， 才能作出正確診斷。 因此， 臨床、x線和病理被認為是診斷骨腫瘤的三個重要步驟， 有時是缺一不可的。 尤其在考慮採用截除肢體的手術之前， 一般都要經過上述三方面的檢查確診， 才能決定。
在鑒別診斷方面本病首先應與炎症鑒別。 對於骨癌的診斷鑒別要點主要有以下四方面：
全身反應：急性炎症患者體溫常升高， 白細胞計數增多， 良性骨腫瘤病人體溫正常， 血象正常。 某些惡性骨腫瘤如未分化網狀細胞肉瘤或生長迅速的惡性腫瘤的病人也有體溫升高和白細胞計數增多的表現。 急、慢性炎症和骨人血沉多增快， 良性骨腫瘤血沉多正常， 惡性骨腫瘤病人血沉常增快。
發展過程：炎症在發展到一定程度或經過抗炎治療後多逐漸消退， 某些良性骨腫瘤在發展到一定程度後可停止發展， 惡性骨腫瘤則繼續發展破壞， 自行停止或消失者極為罕見， 是骨癌的診斷之一。
局部觸診：炎症常產生膿腫， 一般質軟， 波動明顯。 骨腫瘤一般多較堅硬或硬韌， 觸之有實體感， 邊境多清楚， 其墓底多與骨粘連而不能移動。
穿刺;膿腫穿刺多可吸出膿液， 膿液培養或塗片染色有時可查出化膿菌。 腫瘤穿刺則僅能吸出血液， 用粗針頭穿刺有時可吸出腫瘤組織碎片， 是骨癌的診斷方法之一。
