Iako ne postoji konačan postupak, umjesto biopsije jetre, koji može dijagnosticirati rak jetre, postoji nekoliko testova za karcinom jetre koji mogu ukazati da je stanje prisutno. Određene krvne pretrage, kao što je test alfa-fetoproteina (AFP), mogu pomoći liječniku da prepozna ukupni rizik koji pacijent ima za rak, kao i da pregleda sve kancerogene tumore koji bi već mogli biti prisutni. Tehnike snimanja, poput skeniranja računalne tomografije (CT), mogu pružiti vizualnu sliku abnormalnosti, koja se može dalje proučavati uz naknadno testiranje ako se pronađe sumnjivo područje. Najdefinitivniji testovi za rak jetre, biopsije jetre, uzimaju komadić tumora i traže kancerogene komponente pod mikroskopom; ponekad liječnik može upotrijebiti dugačku iglu da uzme komad tumora za proučavanje, eliminirajući potrebu za bolnom operacijom.
AFP testovi raka jetre najčešći su postupak koji se koristi za dijagnosticiranje stanja. AFP je protein koji stvaraju nezrele stanice jetre; kancerogena jetra također proizvodi AFP u velikim količinama. Iako prisutnost povišenih razina AFP-a nije u potpunosti pokazatelj raka jetre, smatra se pouzdanim pokazateljem da rak može biti prisutan ili da je jetra u pretjerano ranjivom stanju za rast tumora. Osjetljivost AFP testa je oko 60%, što znači da se u ovom postotku pacijenata s rakom jetre vidi povišena količina AFP-a. Zauzvrat, 40% pacijenata ima normalne razine proteina, što dovodi do ograničenja ovog dijagnostičkog postupka.
CT skeniranje, često prva tehnika snimanja koja se koristi u dijagnozi raka jetre, u biti je napredna rendgenska slika. Ako CT skeniranje ne daje odgovor, a i dalje se sumnja na rak jetre, sljedeći test obično je magnetska rezonancija (MRI). MRI koristi frekvencije radio valova u sprezi s jakim magnetima za formiranje detaljne slike jetre. Mnogi liječnici preferiraju magnetnu rezonancu u odnosu na druge oblike testova raka jetre jer su ponekad u stanju razlikovati dobroćudne i maligne tumore unutar tijela. Prisutnost negativnog MRI slikovnog testa, u kombinaciji s normalnim AFP testom, može pomoći liječniku da bude razumno siguran da pacijent nema rak jetre, a zatim može prijeći na druge dijagnostičke testove bez potrebe za biopsijom jetre .