Diagnosis pada kanker mata dimulai dengan melakukan pemeriksaan mata menggunakan oftalmoskop, lampu celah (slit lamp), dan gonioskopi lensa. Pemeriksaan ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan penglihatan mata, pergerakan bola mata, dan kondisi pembuluh darah mata. Bial mengarah ke kanker mata maka dilanjutkan dengan beberapa pemeriksaan penunjang guna memastikan diagnosis, yaitu:
- Pemindaian, seperti USG mata, CT scan, PET scan atau MRI, untuk mengetahui lokasi dan ukuran sel kanker, serta mendeteksi penyebaran sel kanker ke organ lain.
- Biopsi, untuk mengambil sampel jaringan mata yang diduga terkena kanker guna diperiksa lebih lanjut di laboratorium.
- Lumbal pungsi, untuk mendeteksi apakah kanker limfoma intraokular sudah menyebar ke otak atau saraf tulang belakang.