卵巢癌的細胞學診斷包括脫落細胞檢查診斷及細針穿刺吸取細胞學檢查診斷兩個部分。脫落細胞學檢查用於婦科臨牀已數十年。細針穿刺吸取細胞學檢查，近20年來在各種腫瘤的診斷中也被廣泛採用，此法對卵巢腫瘤診斷有一定價值，對於晚期復發腫瘤以及淋巴結轉移竈的診斷，不僅可明確診斷，還可避免一些不必要的剖腹探查。
一、細胞學診斷
（1）脫落細胞學檢查：可從三方面獲取脫落細胞標本，包括：①陰道、頸管及宮腔；②腹水或腹腔灌洗液；③子宮直腸陷凹穿刺吸取。
（2）細針穿刺吸取法檢查：臨牀擬診爲卵巢癌、盆腔炎性腫塊或盆腔子宮內膜異位症，而在鑑別診斷上有困難者，可經陰道、直腸、腹部進行穿刺吸取細胞檢查，並可從淺表淋巴結如鎖骨上和/或腹股溝淋巴結獲取細胞檢查。檢查腹膜後淋巴結，則可借熒光透視、B超或CT掃描來指導穿刺部位，以提高穿刺吸取檢查的準確性。
二、影象學診斷：包括B超、CT及MRI檢查。近年來景象學診斷不斷髮展，且對卵巢癌的治療具有指導意義，這些檢查方法，可以幫助確定卵巢癌的分期，並可藉以隨訪，幫助瞭解有無復發及估計預後。
（1）B超檢查：至今，B型超聲掃描檢查仍爲盆腔腫瘤首選的篩選診斷技術，它可以顯示盆腔腫塊的部位、大小和質地，是囊性還是實質性。若有明顯乳頭突起及鄰近器官受累，可提示惡性腫瘤。也可以區分腹水和巨大卵巢囊腫。此外還可幫助確定卵巢癌的擴散部位如肝結節、主動脈旁淋巴結腫大、大網膜轉移竈等，有助於臨牀分期。
（2）CT檢查：CT檢查的作用是：①能夠準確顯示盆腔正常和異常解剖結構；②盆腔腫塊的定位與定性；③確定腫瘤分期；④指導制訂治療方案及估計預後；⑤術後隨訪複查，有助於瞭解有無復發；⑥有助於臨牀觀察化療和放療後的療效，及兩次或再次剖腹探查前殘留腫瘤的變化；⑦進行CT介入性檢查，如CT導向下細針吸取活檢。但CT檢查尚難發現亞臨牀病竈，即微小病竈，因此CT診斷陰性不能代替剖腹探查。
（3）MRI檢查：MRI用於臨牀以來，已顯示出其明顯的優點：①不使用離子放射，對人體沒有因放射引起的損害；②可以任意選擇掃描平面和方向；③軟組織對比優於CT；④可對病變準確定位；⑤有助於臨牀分期。但由於設備及檢查費用高，故最好先用超聲檢查篩選後再確定是否需要再進一步應用MRI檢查。
三、腫瘤標誌物的測定：免疫學檢查是診斷腫瘤的新途徑，是目前用來檢測腫瘤標誌物的較理想方法。但就目前而言，卵巢惡性腫瘤標誌物的敏感性和特異性均不能滿足早期診斷的需要，多用來檢測治療中和/或治療後的病情變化，爲評定療效和及時發現腫瘤復發提供依據，從而不失時機地採取有效治療措施，依此來提高生存率。
（1）癌抗原125（CA125）
（2）癌胚抗原（CEA）：目前檢測CEA的方法有兩種，一種是採用放射免疫診斷法測定血CEA，一種是採用免疫組化法檢測癌組織CEA，這兩種檢測的臨牀結果，均與腫瘤的組織類型、臨牀分期與分級、療效及治療後有否轉移及復發有關係。
（3）甲胎蛋白（AFP）：AFP是否升高，取決於腫瘤組織是否有內胚竇瘤成分，對卵巢內胚竇瘤（卵巢囊瘤）有特異性價值，或對未成熟畸胎瘤、混合性無性細胞瘤中混有卵黃囊成分者，均有意義。腫瘤復發或轉移時，即使存在微小瘤竈，AFP亦會再次升高，較其他檢查方法敏感。
（4）人絨毛膜促性腺激素（HCG）：測定患者血清β-HCG，可幫助診斷卵巢絨毛膜癌和伴有絨毛膜癌成分的生殖細胞腫瘤，如卵巢純無性細胞瘤。亦可精確反映癌細胞的數
量，故也可作爲觀察病情變化及抗癌治療效果的指標。
（5）乳酸脫氫酶（LDH）：LDH同功酶譜對惡性腫瘤的診斷具有一定的意義。
（6）唾液酸（SA）：SA的動態觀察有助於及時更改治療方案。
四、放射免疫顯象技術：目前，放射性核素標記單克隆抗體（mabs）的研究，已引起專家們很大的興趣，它是一種以放射性核素標記的抗腫瘤及其相關抗原的抗體，用作生物導彈，爲腫瘤陽性顯象劑，稱爲腫瘤免疫顯象診斷技術。是近年來對卵巢癌進行定位診斷的新技術。
五、流式細胞術：腫瘤DNA定量分析常有染色體分析、靜態細胞術及流式細胞術（flow cytometry，FCM）三種方法，探討腫瘤含量變化對臨牀的輔助價值，最好選用FCM方法，該方法是通過分析DNA直方圖瞭解腫瘤DNA含量。卵巢交界性腫瘤DNA含量及組織形態、臨牀分期及復發相關，卵巢癌DNA定量分析對治療方案的選擇、療效的判斷及估計預後有較大的輔助價值。
六、腹膜後淋巴結造影檢查：用以估計淋巴結有無轉移。
七、腹腔鏡檢查
腹腔鏡檢查是可以直接窺視腹腔的一種檢查方法，可看到盆腔腫塊，並用肉眼予以鑑別；若不能鑑別，還可進行活組織檢查。並可直接觀察到橫膈、肝、網膜及腹膜表面是否有轉移竈，依此可以提出亞臨牀播散的情況。同時也可吸取腹水，若無腹水時，可經腹腔鏡灌生理鹽水，然後取腹腔沖洗液進行細胞學檢查。因此腹腔鏡在卵巢癌的診斷、鑑別診斷、分期中均有重要的價值。腹腔鏡已用在檢測卵巢療效的二次探查術中，雖不能代替剖腹的二次探查術，但有助於判決化療後存在的腫塊是可以切除或無法切除，還是病竈已廣泛播散。其適應症爲：①用於選擇二次剖腹探查的病例，以避免已廣泛播散不能手術的病例而行剖腹手術。②在化療期間可瞭解患者對藥物的反應；③偶可發現二次剖腹探查結果陰性的早期復發病竈。
八、剖腹探查：剖腹探查是卵巢癌確定診斷和手術分期最可靠的方法。