Diagnosis kanker mata biasanya dilakukan usai wawancara pasien dan pemeriksaan mata rutin. Dalam pemeriksaan mata, dokter akan memeriksa penglihatan, pergerakan mata, serta ada-tidaknya benjolan atau bagian mata yang tidak normal.Jika diperlukan, dapat dilakukan pemeriksaan ultrasound pada mata. Melalui pemeriksaan ini dapat dievaluasi letak dan ukuran kanker, serta jika kanker sudah menyebar ke daerah tubuh yang lain.Cara diagnosis kanker secara pasti dilakukan melalui biopsi, yaitu prosedur di mana sebagian kecil jaringan mata diambil untuk diperiksa di bawah mikroskop.Pemeriksaan CT scan, MRI, dan tes pungsi lumbal juga mungkin dilakukan untuk mengevaluasi letak, besar, dan persebaran kanker.