睾丸癌的診斷包括實驗室診斷、影像學診斷和病理診斷：
實驗室診斷：主要爲血清β-HCG、AFP和LDH檢測，這些血清腫瘤標誌物對治療、隨訪和預後有重要意義。β-HCG是由合體滋養層細胞合成，血清半衰期爲24-36小時，在絨毛膜癌、胚胎性癌和精原細胞癌患者血中升高。AFP升高見於純胚胎性癌、畸胎癌、卵黃囊腫瘤和混合性腫瘤，但純絨毛膜癌和純精原細胞癌不合成AFP。AFP的血清半衰期爲5-7天。LDH升高可見於睾丸腫瘤，但其敏感度和特異性並不高，其升高程度可用於提示病變嚴重或廣泛程度，治療後的升高還可提示覆發。LDH降至正常所需要的時間可預示患者的預後，特別是對中危患者，降至正常的時間越長，預後越差。
影像學診斷：陰囊B超可幫助確認睾丸內的腫塊，是臨牀首選方法。腹部盆腔CT用於瞭解淋巴結轉移的情況，胸部平片和CT用於評價是否存在肺轉移。因此，腹部/盆腔CT是所有患者分期分級的重要依據。在治療後的隨訪中正電子發射斷層掃描(PET)對治療後殘餘腫瘤評價具有很高的敏感性和特異性。
病理診斷：對睾丸腫瘤進行穿刺活檢雖然可以明確診斷，但有發生腫瘤種植轉移的風險,因此應禁止行經陰囊睾丸穿刺活檢。
鑑別診斷
睾丸癌的鑑別診斷包括睾丸內表皮樣或皮樣囊腫、睾丸扭轉、附睾炎、附睾-睾丸炎、鞘膜積液等。
