Chociaż nie ma ostatecznej procedury, zamiast biopsji wątroby, która może zdiagnozować raka wątroby, istnieje kilka testów na raka wątroby, które mogą wskazywać, że stan jest obecny. Niektóre badania krwi, takie jak test alfa-fetoproteiny (AFP), mogą pomóc lekarzowi rozpoznać ogólne ryzyko raka u pacjenta, a także zbadać wszelkie guzy nowotworowe, które mogą już być obecne. Techniki obrazowania, takie jak tomografia komputerowa (CT), mogą dostarczyć wizualny obraz nieprawidłowości, który można dalej badać, a następnie testować, jeśli zostanie znaleziony podejrzany obszar. Najbardziej ostateczne testy na raka wątroby, biopsje wątroby, polegają na pobraniu kawałka guza i poszukiwaniu składników rakowych pod mikroskopem; czasami lekarz może użyć długiej igły, aby pobrać fragment guza do badania, eliminując potrzebę bolesnej operacji.
Testy AFP na raka wątroby są najczęstszą procedurą stosowaną do diagnozowania stanu. AFP to białko wytwarzane przez niedojrzałe komórki wątroby; Wiadomo również, że rakowe wątroby wytwarzają duże ilości AFP. Chociaż obecność podwyższonego poziomu AFP nie jest całkowicie wskaźnikiem raka wątroby, jest uważana za wiarygodny wskaźnik, że rak może być obecny lub że wątroba jest w stanie nadmiernie podatnym na wzrost guza. Czułość testu AFP wynosi około 60%, co oznacza, że u tego odsetka pacjentów z rakiem wątroby obserwuje się podwyższoną ilość AFP. Z kolei 40% pacjentów ma prawidłowy poziom białka, co prowadzi do ograniczeń w tej procedurze diagnostycznej.
Tomografia komputerowa, często pierwsza technika obrazowania wykorzystywana w diagnostyce raka wątroby, jest zasadniczo zaawansowanym zdjęciem rentgenowskim. Jeśli tomografia komputerowa nie daje odpowiedzi, a nadal istnieje podejrzenie raka wątroby, kolejnym stosowanym badaniem jest zwykle rezonans magnetyczny (MRI). MRI wykorzystuje częstotliwości fal radiowych w połączeniu z silnymi magnesami, aby utworzyć szczegółowy obraz wątroby. Wielu lekarzy woli MRI od innych form badań raka wątroby, ponieważ czasami są w stanie odróżnić łagodne i złośliwe guzy w organizmie. Obecność ujemnego badania obrazowego MRI w połączeniu z normalnym testem AFP może pomóc lekarzowi uzyskać wystarczającą pewność, że pacjent nie ma raka wątroby, a następnie przejść do innych badań diagnostycznych bez konieczności biopsji wątroby .