颅内肿瘤可通过体格检查、影像学检查、病理检查等方式确诊。
通常是指医生查体，如出现共济失调，表现为直立以及行走障碍，可见于额叶肿瘤、小脑肿瘤等；如出现感觉障碍，常表现为肢体麻木、运动感觉减弱，可见于顶叶肿瘤、脑桥肿瘤等。通过体格检查，可初步判断肿瘤的类型。
包括头颅CT和MRI扫描、正电子发射体层摄影术（PET）等。通过头颅CT和MRI扫描可以确定肿瘤部位、大小、数目与周围结构解剖关系，对绝大部分颅内肿瘤都可以做出定性诊断。MRI扫描可揭示肿瘤与大脑皮层功能区，以及皮质下传导纤维束的关系。
正电子发射体层摄影术（PET）可以反映人体代谢功能，可早期发现肿瘤并判断其恶性程度，尤其可用于诊断脑转移瘤并提示原发灶，可鉴别原发中枢神经系统淋巴瘤与体部淋巴瘤脑转移。
通过立体定向或神经导航技术获取标本，可对瘤体组织进行活检，明确肿瘤的性质，有助于选择治疗方案。
