​Epäily maksasolusyövästä voi herätä esimerkiksi ylävatsan kaikututkimuksessa eli ultraäänitutkimuksessa (UÄ). Täydentävän tutkimuksena tehdään yleensä tietokonekerroskuvaus (TT) tai joskus magneettikuvaus (MK/ MRI). Mikäli aiemmin on todettu maksakirroosi ja kuvissa todetaan maksasolusyövän näköinen pesäke, ei erillistä näytettä yleensä tarvita. Epäselvissä tapauksissa otetaan kuitenkin pesäkkeestä neulanäyte.

Verikokeissa voidaan nähdä muutoksia maksa-arvoissa. Bilirubiini ja maksa-arvot (AFOS tai Alat) voivat olla koholla, varsinkin jos sappiteissä on tukkeumaa.

Maksan toimintaa voidaan tutkia verikokeista saatavien arvojen avulla. Tutkittavia arvoja ovat veren hyytymiseen (INR, TT) ja proteiinien muodostumiseen (Prealb, Alb) liittyvät verikokeet.

Noin 80 prosentilla potilaista veren alfafetoproteiini (AFP) pitoisuus on koholla maksasolusyöpään liittyen.