由於卵巢惡性腫瘤早期無典型症狀及體徵，故詳細詢問病史及認真的體檢和婦科檢查仍極爲重要。臨牀如遇可疑情況都應藉助於現代影像學檢查和廣義的腫瘤標記物檢查及早作出診斷。
所謂可疑情況可能是較久的卵巢功能障礙，長期不明原因的消化道和泌尿道症狀，幼女卵巢增大或絕經後觸及卵巢，以及原疑爲卵巢良性腫瘤的迅速增大，固定、變硬等。
雖診斷技術日新月異，但陰道後穹隆吸液塗片檢查，子宮直腸陷凹穿刺液檢查仍是簡便、易行、快速的基本檢查。對可疑病例，腹腔鏡檢查及組織學檢查可以立即明確診斷。影像學檢查特別是陰道超聲掃描可對早期卵巢惡性腫瘤的波及範圍及內部結構（性質）作出有助於定性的診斷。內分泌檢查有助於卵巢性腺間質瘤和部分伴有異位內分泌綜合徵卵巢癌的診斷。
血清腫瘤標記物的檢測如CA125、CEA、SONA、SGA等對卵巢惡性腫瘤的敏感性高，而其特異性較差，所以不能憑單一免疫學檢測判斷其類型。但多種標記物聯合監測，如同時檢測CA125、CEA、鐵蛋白及組織多肽抗原(TPA)，可提高定性診斷的可能。
1.骨盆檢查 包括檢查子宮、陰道、輸卵管、膀胱和直腸窩等，是否有異常情況，如形狀、大小、是否有腫物，良性或惡性。
2.超聲檢查 B超能瞭解盆腔包塊的大小、形狀、囊實性、良惡性及有無腹水。可清楚地區別健康組織、液性囊腫和腫瘤組織的不同之處。
3.免疫學診斷 癌胚抗原(CEA)在卵巢上皮性癌尤其是黏液性癌中升高明顯，有參考意義。甲胎蛋白(AFP)升高有助於卵巢內胚竇瘤的診斷。單克隆抗體及多克隆抗體如CA125應用有助於卵巢上皮性癌的早期診斷。
4.腹腔鏡或剖腹探查 能在直視下觀察盆腔的病理變化、範圍並做活檢。病理切片檢查通過剖腹探查手術，取得病理組織，在顯微鏡下進行觀察分析。如果懷疑癌症，可以直接進行卵巢切除術。
