骨肿瘤的诊断与治疗中最常见的问题是没有怀疑到肿瘤的存在。任何持续性或进行性躯干或四肢疼痛，特别是有肿块时，必须考虑骨肿瘤，除非证实为其他原因引起者。
肿瘤或肿瘤样疾病很少影响关节，除非邻近的骨或软组织直接压迫。然而，骨软骨瘤和色素沉着绒毛结节性滑膜炎则发生于关节滑膜中。
骨软骨瘤病以肿痛关节内众多米粒大小的软骨疏松体存在为特征。这些疏松体需通过外科手术连同滑膜组织一起被切除。而在色素沉着绒毛结节性滑膜炎中，滑膜增厚且内含含铁血色素，使其组织呈现血红色。这种组织往往浸润邻近组织，引起囊性破坏。发病时疼痛难以控制，手术治疗有效
诊断
儿童时期原发性骨瘤占优势，转移瘤少见；成人转移性骨瘤发病率约为原发性恶性肿瘤的20倍。
某些X线表现有助于鉴别良性与恶性肿瘤。一些肿瘤有其特征性表现，如骨淋巴瘤表现为虫蛀状缺损，而巨细胞瘤则更像囊肿。X线还能帮助确定肿瘤的部位，如Ewing瘤通常发生在长骨干，而成骨肉瘤常出现在朝向长骨末端的干骺端，巨细胞瘤常累及长骨干骺端，动脉瘤性骨囊肿可见于任何骨但通常位于长骨的干骺部分。CT和MRI同样有助于决定肿瘤的部位和范围，但很少提供特异性诊断依据。为了寻找多发性或转移性病灶，应进行X线及放射性同位素骨扫描。
活检是主要的诊断手段，但骨瘤的病理组织学诊断较困难，需要从肿瘤的代表性部位取得适量的组织，故手术切开取材活检较好。但有些病理学家在针吸活检诊断肿瘤方面非常有经验。应给病理学家提供有关的临床病史和X线检查的详细资料。几乎所有骨瘤都有柔软可切部分，能以冷冻切片技术作出快速诊断，而且这部分通常是最佳的诊断标本。因而有可能对90%的骨瘤作出快速的，正确的，肯定的诊断。永久性的组织切片通常在活检后一天可以得到。
