La prima fase della diagnosi richiede la valutazione della storia clinica del paziente ed una visita medica. Tuttavia quando è presente una tumefazione, una massa dolorosa è importante che siano effettuate indagini con tecniche di imaging in modo da supportare la diagnosi e la stadiazione. Con tali indagini si ottengono immagini dettagliate di tessuti degli arti e degli organi interni. Vi sono diversi tipi d’indagine per immagini:

• La radiografia ossea (Rx) consente di individuare danni all’osso, crescita di osso patologico e fratture
• La risonanza magnetica nucleare (NMR): è il metodo standard per immagini. Permette di avere immagini dell’osso colpito e dei tessuti circostanti consentendo al medico di valutare se la malattia si è disseminata in altre parti del corpo. La NMR è particolarmente utile per le immagini agli arti, pelvi e tronco.
• La Tomografia computerizzata (TAC) può essere utilizzata per individuare danni ossei come pure lesioni in altre parti del corpo (ad es. polmoni ed altri organi).
• La Tomografia ad Emissione a positroni (PET) è una tecnica d’indagine che consente di determinare se vi è disseminazione ad altri organi. Può esser anche utilizzata per valutare l’effetto della terapia.
• La Scintigrafia ossea aiuta a vedere se il tumore si è esteso ad altre ossa. Consente di individuare le metastasi prima di quanto possa esser fatto con una normale radiografia (a Raggi X). Permette anche di definire quanto danno ha subito l’osso a causa del tumore.

I risultati di queste indagini sono importanti per pianificare la terapia. Tuttavia solo la biopsia- che è il prelievo di un campione di tessuto tumorale- può condurre alla diagnosi definitiva. Un patologo analizza il campione di tessuto, sia al microscopio che effettuando un insieme di test di laboratorio su di esso. Questo esame, chiamato istopatologico, può definire se il tumore è un sarcoma osseo e qualora lo sia, il tipo. Vi sono diversi tipi di biopsia: agobiopsia e biopsia incisionale, che vengono decise sulla base della sede del tumore. Durante un’agobiopsia, viene effettuato un piccolo foro nell’osso e viene prelevato, con uno strumento simile ad un ago, un campione di tessuto dal tumore. Durante una biopsia incisionale, il campione di tessuto è prelevato dopo una piccola incisione. E’ importante posizionare il tramite dell’incisione bioptica in una sede che poi possa essere asportata nell’intervento definitivo. Test aggiuntivi tramite analisi del sangue possono aiutare ad individuare la presenza di tumore e fornire informazioni ulteriori sul tipo di tumore osseo. Nei pazienti con osteosarcoma o con sarcoma di Ewing, vi possono essere nel sangue elevati livelli di alcuni enzimi (fosfatasi alcalina e latticodeidrogenasi).