腎癌的術前診斷有賴於影像學檢查的結果，能夠提供最直接的診斷依據。同時，影像診斷學技術還能夠在大多數情況下作出準確的腫瘤分期，這對以後的治療方法的選擇是至關重要的。通常情況下，影像學檢查從B超開始，靜脈腎盂造影的診斷價值比較小。CT掃描是瞭解腫瘤的位置、大小、範圍、性質和有無轉移的最好方法，因此成爲目前最可靠的診斷腎癌的工具。較小的腫瘤一般不用做有關腔羣脈的檢查。如病人有較大的右側腫瘤時應做腔靜脈造影或MRI檢查，現在更常用MRI來了解腫瘤是否累及腔靜脈及行鑑別診斷。有血尿時還應考慮進行膀胱鏡檢查。腎動脈造影對腎癌的診斷有一定作用，尤其是可同時進行選擇性或超選擇性腎動脈栓塞，有利於以後手術的進行。由於有造成針道種植轉移的可能，對用Tru-cut進行穿刺活檢的應用價值存在爭議，但細針細胞學活檢技術的開展大大的減少了種植轉移的可能。
1.X線：X線平片和尿路造影對於腎癌診斷的價值不大，尤其平片的作用有限。
（1）平片：較大的腎癌可顯示腎臟輪廓局部性突出，腎外緣可呈結節狀。約5-10的腎癌可顯示鈣化，鈣化的密度常較低，多呈細點狀，偶爾爲弧形。
（2）靜脈尿路造影：尿路造影的所見取決於腎臟腫瘤的大小、部位及對集合系統侵犯的程度。當腫瘤體積較小、僅限於實質內時，尿路造影可顯示無異常改變。隨着病變的發展，腫瘤將首先推移和壓迫集尿系統，造成腎盂、腎盞的變形、狹窄、拉長、截斷、閉塞或移位。而當腫瘤剛剛開始侵犯集合系統時，可使腎盂、腎盞的輪廓不規則、毛糙。當腫瘤長入腎盂、腎盞後，即可出現充盈缺損。瀰漫浸潤性生長的腫瘤可呈現出多囊腎樣改變，腎盂、腎盞的形態不規則，也可引起患腎的功能喪失，造影時不顯影，只顯示腎影的不規則增大。巨大的腫瘤可造成腎軸的偏位，也可壓迫推移輸尿管。當腫瘤突向腎門或轉移至腎門淋巴結時，正常凹陷的腎門影消失。
（3）逆行上尿路造影：該項檢查對腎癌的診斷幫助不大，但對於靜脈尿路造影不顯影的腎臟，可以用來與其它上尿路病變進行鑑別。
2.超聲：B超檢查簡便易行，對受檢者不造成痛苦和創傷，現已成爲許多單位定期進行健康體檢的主要項目之一。有越來越多的無症狀腎癌即是這樣被發現的。B超發現腎臟腫瘤的敏感性較高，可以作爲首選的檢查方法。腎實質內的團塊狀回聲是超聲診斷腎癌的直接徵象。但也應注意，腎癌的B超聲像圖無特異性，尤其對腫瘤直徑＜2cm，或聲像圖表現不典型者，診斷有一定困難，需密切結合臨牀及其它檢查結果，進行綜合分析及判斷。往B超聲像圖上，典型的腎癌可以有以下表現：
（1）腎臟輪廓的改變：當腫瘤較小時，腎臟輪廓可無明顯改變。較大的腫瘤向腎臟表面突起，使腎臟輪廓呈現侷限性增大，表面凹凸不平。腎臟外形失去常態。腫瘤與周圍組織分界較清楚。但晚期腎癌向周圍廣泛浸潤時，邊界常不清楚。
（2）腎實質回聲異常：腎實質內出現異常回聲團塊，呈圓形或橢圓形，邊界較清楚，有球體感。其內部回聲多變，中等大的腫瘤多呈低迴聲，僅少數呈強弱不等的混合回聲或等回聲。當較大的瘤體內部有出血、壞死或液化時，局部顯示出邊緣不規則的無回聲區。如有鈣化則呈點、塊狀強回聲伴聲影。體積較小的腎癌有時表現爲高回聲團塊。
（3）腎竇回聲受壓變形：當腫瘤向內生長壓迫或侵犯腎竇時，腎竇局部可出現凹狀變形、移位、中斷乃至顯示不清，少數可出現腎盂、腎盞的擴張、積水。
（4）腎周圍血管異常改變：腎癌晚期，當癌組織侵及或隨血行轉移賣腎靜脈和下肢靜脈時，同側腎靜脈或下腔靜脈增寬、阻塞，內有不規則低、中水平點狀或團塊狀回聲。
（5）腎癌轉移徵象：腎門、腹膜後腫大淋巴結，肝臟、腎上腺及對側腎臟等臟器的異常團塊狀低迴聲。
（6）與腎臟正常變異的鑑別：肥大的腎柱在腎臟的縱向斷面上呈圓形或橢圓形的低迴聲區，常見於腎臟的中、上極，酷似腎腫瘤的回聲。但仔細觀察可發現腎柱與腎竇分界清楚、內部呈分佈均勻的細小點狀低迴聲，橫斷面顯示腎柱低迴聲與腎皮質相連續，相互之間無明確的分界。而腎癌橫斷面與腎皮質有明顯的分界，有明顯的球形感。有的腎臟呈異常分葉狀，使腎輪廓局部隆起，常見於左腎中下極外側，嚴重者爲腎融合不全。其隆起範圍較大，但與腎皮質回聲無分界，無腫瘤構型。
（7）彩色多普勒超聲：主要用於瞭解靜脈受侵犯的程度。據Habboub等報告，在對46例經手術證實有靜脈瘤栓的腎癌的檢查中，腎靜脈及下腔靜脈內瘤栓診斷的準確性爲93，敏感性爲81，特異性爲98。
3.CT:CT對腎癌的定位準確率可達100，並且能顯示病變的範圍及鄰近器官有無受累，其準確性較高，可與術中所見基本符合，是目前最可靠的診斷腎癌的影像學方法。應用三維CT及螺旋CT檢查甚至可以瞭解腫瘤是透明細胞型還是非透明細胞型。但對少數病例在術前不能做到定性診斷。
（1）典型的腎癌在CT圖像上呈圓形、橢圓形或不規則形佔位，較大者腎臟局部皮質隆起，巨大者佔據大部分腎臟，使正常腎臟的形態消失。大多數情況下，腫瘤與周圍腎實質分界不清，＜3cm直徑的腎癌與周圍腎實質的分界比較明顯。
（2）平掃時，腎癌的密度略低於腎實質，但很接近，因此平掃時容易遺漏較小的腫瘤病竈。增強掃描後，腎癌病竈的密度輕度增強，而正常腎實質的密度呈明顯增強，二者形成對比，病竈得以顯示。由於腎癌病竈中多有程度不等的壞死、出血、囊性變甚至鈣化竈，因此在CT圖像上表現爲密度不均。如果腫瘤中有新鮮出血，則使部分腫瘤在CT片上呈現高於正常腎實質的密度。部分腎癌有鈣化竈，多數在腎癌中呈不規則分佈，極少數在腫瘤邊緣形成不完全的鈣化環。
（3）腎癌侵犯腎臟周圍組織時，CT表現爲腎表面毛糙不平整，腎周脂肪囊模糊或消失，腫物影與腰大肌、膈肌腳或周圍臟器影相連。
（4）當腎癌累及患側腎靜脈時，表現爲腎靜脈的不規則增粗。而當腎靜脈或下腔靜脈內發生癌栓時，則在靜脈中可見低密度區，增強掃描時可見管腔中斷或腔內有充盈缺損區。
（5）凡＜1cm直徑淋巴結爲正常淋巴結，1-2cm直徑者，尤其位於腎門區的這種淋巴結爲可疑診斷淋巴結；凡＞2cm直徑者爲腫瘤轉移淋巴結。
4.MRI：MRI對腎癌診斷的敏感度及準確性與CT相仿，但在顯示腎靜脈或下腔靜脈受累、周圍器官受侵犯及與良性腫瘤或囊性佔位鑑別等方面優於CT。腎癌MRI的典型表現爲：
（1）圓形、橢圓形或不規則形腫塊，可致腎臟外形改變，大於3cm者邊界往往不清；
（2）腫瘤血管結構豐富，可見流空的瘤內黑色血管影，迂曲而擴張；還可見腹膜後供血動脈、瘤周圍側枝血管黑影；MRI可以清晰地顯示腎靜脈與下腔靜脈內的瘤栓；
（3）腫瘤信號不均勻，在T1加權像上常呈低信號或等信號。15可有瘤內鈣化，呈低信號；
（4）腫瘤中心壞死區呈長T1與長T2值，在T1加權像上呈明顯低信號，在T2加權像上呈明顯高信號；周圍瘤組織信號不均；
（5）瘤內出血中游離的MHB呈高信號；
（6）大約5的腎腫瘤血管結構很少，有包膜，惡性程度較低，MRI上僅顯示信號不均，無特徵性。
（7）對淋巴結腫大的診斷標準同CT。
（8）對懷疑有腎靜脈或下腔靜脈內瘤栓的病例，用MRI的額狀面圖像可以清晰地顯示瘤栓的範圍。
5.腎動脈造影：一般情況下，腎癌有豐富的血液供應，當疑有腎癌時，進行血管造影可以清楚地顯示病變。近年來，隨着造影技術的發展，多采用選擇性腎動脈數字減影方法。腎癌可以有以下動脈造影徵象：
（1）腎動脈增粗：說明腫瘤血供豐富；
（2）腎內動脈分支受壓移位：多見於腫瘤鄰近的動脈分支，少數情況下腫瘤周圍的血管呈包繞狀；
（3）動脈受腫瘤侵蝕：表現爲侷限性變細、不規則或粗細不均；
（4）腫瘤血管：腫瘤區出現多數迂曲、不規則、粗細不均、分佈紊亂的小血管，此爲發育不成熟的新生血管。腫瘤血管內的竇狀腔隙在造影片上表現爲造影劑呈湖狀或池狀分佈聚集。有時腫瘤血管呈細網狀，分佈和形態都比較規則；
（5）腫瘤染色：此徵見於造影的實質期，即腫瘤區呈高密度，系腫瘤血管內造影劑聚集的結果；
（6）腎靜脈提前顯影：由於腫瘤內血循環加速或腫瘤內存在動靜脈瘻，在動脈期即可見腎內靜脈和腎靜脈主幹的顯影；
（7）腫瘤邊緣透亮帶：見於有假包膜的腎癌。在實質期時，假包膜由於血管稀少顯示出密度低於腫瘤區，形成一狹窄透亮帶包繞腫瘤的部分邊緣。
（8）鑑別：當向腎動脈內注射腎上腺素時，正常腎臟血管收縮，錯構瘤等良性腫瘤內的血管也將發生收縮，但腎癌組織內的腫瘤血管不會收縮。
6.除外轉移竈：據報道，腎癌病人就診時有20-35已發生轉移，治療方法將因之而有所變化，因此在進行根治性腎切除術前，必須除外轉移竈的存在。
（1）胸部X線片用於除外肺轉移竈。當懷疑有陽性結節時，應做胸部CT進一步明確診斷。
（2）肝臟B超用於除外肝轉移竈。當腎臟腫瘤的原發竈較小時，往往難以確定哪處爲原發，哪處爲轉移，必要時需做穿刺細胞或組織學檢查以明確診斷。
（3）全身同位素骨掃描當病人的血清鹼性磷酸酶水平增高時，提示可能有骨破環發生，應做全身同位素骨掃描檢查以除外骨轉移。
（4）腦部CT 當病人有神經系統症狀或體徵時，需做腦部CT以除外腦轉移