癌症的诊断方法有许多种，主要有临床诊断、理化诊断、手术诊断、细胞病理学诊断、组织病理学论断五种。其中临床诊断的诊断价值最低，而组织病理学诊断的诊断价值最高。病理学诊断可了解肿块良、恶性质，判断癌肿预后好坏，对进行癌症分类、分级、分期及命名提供直接帮助，为临床治疗提供依据。因此我们说，病理诊断对癌症病人来说，是最重要的诊断内容，不可忽视。
我们一般所说的病理诊断包括细胞病理学和组织病理与两大部分内容。
细胞病理学是以癌肿部位的细胞为材料进行病理检查诊断。它方法简单，便于开展，经济实用，诊断阳性率也较高，是目前进行食管癌、宫颈癌诊断的主要方法。临床上细胞病理学诊断是通过对表浅部位的癌肿或有腔道与外界相通的自然分泌物，进行直接刮片或徐片检查的方法。对无分泌物的深部癌肿，也可借助穿刺法采取标本后再进行涂片检查。细胞病理学诊断可以用于鼻咽癌、肺癌、食管癌、贲门癌、胃部、肝癌、肾癌、前列腺癌、乳腺癌、宫颈癌、皮肤癌等。常用分级方法为五级法。I级：无异型或不正常细胞。II级；细胞学有异型，但无恶性证据。
III级：细胞学疑为恶性，但不能确定。IV级：细胞学高度怀疑为恶性。V级：细胞学确定为恶性。
组织病理学是以切取或切除的病变组织进行病理学检查、诊断。由于组织病理标本较大，可以有目的地选择最可疑的部位多次进行病理切片检查，诊断符合率明显高于一般方法，是病理检查的主要项目。组织病理学检查法可用于一切增生性癌肿，使用范围极为广泛。组织病理学的病理诊断还可用于癌症手术的术前、术中、术后病理诊断中，能为手术治疗提供有价值的诊断依据。
病理诊断虽然诊断价值最大，但也不是万能的，也有漏诊、误诊的可能，与病理医生的经验，标本取材的好坏等有直接关系。还因为癌症的复杂性、多样性，同一部位可有不同的形态变化，而不同的癌肿又可表现极其相似，因此，增加了诊断的难度，导致失误。
