任何40岁以上无痛性肉眼血尿患者都应想到膀胱癌的诊断，不仅要诊断膀胱癌的存在，同时应对肿瘤的生物学特性有所了解。诊断膀胱癌的检查方法如下：
(一)尿细胞学检查
应作为首选的检查方法，若能发现癌细胞或可能存在尿路上皮癌，可说服患者接受膀胱镜等检查。假阴性病例多数为分化良好的乳头状瘤。假阳性常为结石、感染、损伤、尿潴留 等所致。其阳性率为70%-80%，故细胞学检查可以作为职业性膀胱癌的筛选。
(二)膀胱镜检查
在膀胱肿瘤诊断中占有极重要位置。客观存在可以直接看到膀胱癌的形态是乳头状还是实性、团块状。有血管蒂存在还是广基，其他如肿瘤所在部位、数目、大小等皆可观察。并可取活体组织检查明确诊断。粘膜病变与预后关系最密切的是轻度或重度的异常增生以及原位癌，其次是多发性。肿瘤的大小、细胞级，粘膜固有层有无浸润不是主要因素。
(三)流式细胞术
可快速定量分析细胞核酸含量，DNA含量或DNA倍体与膀胱肿瘤生物行为的关系。异倍体随病理期递增。流式细胞术与细胞学以及细胞图像分析等相结合可明显提高膀胱肿瘤的诊断。
(四)B型超声扫描
B超无论经腹壁或经尿道与膀胱镜检查相结合，都可能发现超过1cm的肿瘤，甚至0.5cm肿瘤，并可检查肿瘤的浸润深度，对肿瘤临床分期有帮助。
(五)CT
主要应用于有浸润的膀胱癌，膀胱壁厚变形，并可能发现肿大淋巴结，亦可配合穿刺肿大淋巴结行细胞学检查。CT对憩室内癌和膀胱壁内癌诊断有特殊意义，CT检查膀胱应注射增强剂并向尿道内注入空气有助于诊断。
(六)磁共振成像(MRI)
可行矢状、冠状面成像，有助于诊断。使膀胱穹窿部、底部容易和前列腺、尿道分辨。膀胱壁炎症、肥大、充血都可以从MRI发现，并能诊断膀胱癌的浸润深度和转移淋巴结增大者。
(七)泌尿系造影
一般都是用静脉尿路造影。任何膀胱癌病例都应了解上尿路有无异常。首先是因尿路上皮肿瘤容易多器官发病，另一方面在膀胱癌浸润影响输尿管口以及肿瘤位于膀胱颈、三角区排尿时，可出现肾积水，甚至不显影。还可行如下检查： 1.逆行性膀胱造影、注气造影、双对比等造影术，现已较少应用。 2.膀胱动脉造影，可清晰看到膀胱瘤血管。 3.淋巴造影，目前应用常与淋巴结穿刺细胞学检查相结合。造影示最早转移部位为闭孔淋巴结。
(八)双合诊
膀胱双合诊可初步了解肿瘤有无浸润。
(九)单克隆抗体
近年从三个方面应用单克隆抗体于膀胱癌： 1、区分低级低期和高级高期的单克隆抗体。 2、同位素标记的单克隆抗体诊断膀胱癌及其转移癌。 3、标记的单克隆抗体或与化疗药物结合的单克隆抗体可作治疗用。 (十)免疫状态 了解膀胱肿瘤的免疫状态可作为诊断的一部分，一般晚期病例细胞免疫反应受到抑制。皮肤试验延误反应亦与免疫反应能力有关。