혹이 얼마나 오래 되었는지, 얼마나 크기가 증가하였는지, 해부학적 위치가 어디인지, 피부보다 얼마나 깊은 조직 내에 위치하였는지 등 병력과 이학적 검사를 통해 진단적 단서를 얻습니다. 외상, 혹의 발견 시기, 혹이 생긴 기간, 혹의 성장 등 병력을 알아보고, 크기(size), 깊이(depth), 윤곽 혹은 외형(contour), 색깔(color), 점도(consistency), 유동성(mobility), 표면(surface) 등 이학적 검사를 합니다. 

진단을 위해서 시행하는 검사로는 혈액 및 소변 검사 등 실험실 검사, 단순 방사선 검사, 초음파 검사, 전산화단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 혈관조영술, 양성자방출단층촬영(PET) 등이 있습니다. 그러나 이러한 검사들로도 악성 연부조직 종양을 진단하기는 매우 힘들기 때문에 반드시 최종 진단은 조직 검사를 통해 하게 됩니다. 

특정 악성 종양의 진단 및 치료 후의 재발 감시에 사용될 수 있으며, 전신적인 건강 상태에 대한 평가를 위해 시행합니다.

단순 방사선 사진은 가장 기본적인 검사이지만 연부조직 종양의 진단에는 큰 도움이 되지 않습니다. 그러나 혈관종이나 일부 활막 육종(33~50%)에서는 내부에 석회화가 관찰되는 경우가 있어 진단에 도움이 됩니다. 기타 간엽성 연골육종(mesenchymal chondrosarcoma), 골외성 골육종(extraskeletal osteosarcoma)등에서도 골화(ossification)소견을 관찰할 수 있습니다. 진행된 악성 연부조직 종양이 뼈를 침범하여 미란(erosion)을 일으킨 경우 단순 방사선 사진에서 관찰될 수 있습니다.

초음파 검사는 안전하면서도 간단히 시행할 수 있는 우수한 검사입니다. 혹을 직접 확인하며 크기를 측정하는 데 유용하며 종양이 물을 포함한 낭종성 종양(cystic mass)인지 고형종(solid mass)인지의 여부를 판별하는데 도움이 됩니다. 하지만 낭종성 병변과 고형 병변이 동시에 관찰될 경우 그 진단적 해석에 주의해야 합니다. 초음파 검사는 추적 검사를 통해 양성으로 판단되는 종양의 크기 변화를 보거나, 침 조직검사(needle biopsy)를 시행할 때 정확한 위치 파악에 유용하게 사용됩니다. 그러나 전산화단층촬영(CT) 혹은 자기공명영상(MRI)에 비해 영상의 질이 떨어지므로 시행한 의사 외의 사람이 보았을 때는 잘 알아보기가 어렵습니다. 

진단에 전산화단층촬영(CT)은 거의 도움이 되지 않지만, 악성 연부조직 종양이 의심될 때 폐 전이의 유무를 확인하는데 흉부 전산화단층촬영(CT)이 반드시 필요합니다. 

자기공명영상(MRI)은 각 조직의 특성이 잘 나타나므로 악성 연부조직 종양의 진단에 필수적인 검사입니다. 종양의 크기, 양상, 위치, 침범 범위, 주요 신경/혈관과의 관계 등을 잘 나타내주므로 수술 시 수술 계획을 결정하는 데 큰 도움을 줍니다. 종양과 근육의 구분이 잘 되며, 여러 각도에서 단층면이 잘 보이는 장점이 있어 절제 여부를 추정하는데 유용하다고 할 수 있습니다. 그러나 결절종(ganglion cyst), 림프관종(lymophangioma), 지방종(lipoma), 색소 융모결절성 활막염(pigmented villonodular synovitis, PVNS), 공격성 섬유종증(aggressive fibromatosis), 근육내 혈관종(intramuscular hemangioma) 등의 몇 가지 양성 종양을 제외하고는 자기공명영상(MRI)검사만으로 진단을 내리기는 거의 불가능합니다. 다만 종양의 크기가 5cm 이상이거나, 불규칙한 모양을 보이는 경우, 주변 정상 조직을 침범한 경우, 종양 주변에 부종이 있는 경우 그리고 종양 내부가 균일하지 않은 경우에는 악성 종양을 의심할 수 있습니다. 

종양의 높은 대사율을 이용한 민감한 검사로서, 신체 전반에 걸쳐 발견되기 힘든 암 조직을 발견하거나 전이 여부를 판정하는 등의 목적으로 사용됩니다. 악성 연부조직 종양의 진단에 일반적인 검사는 아니지만, 병기 판정에 있어 보편적으로 사용되기 시작하였으며, 악성 연부조직 종양의 악성도 판정과 항암제 치료에 대한 반응 정도를 평가하며, 종양의 재발 여부를 알아내는데 사용할 수 있습니다. 약 90%전후의 민감도와 특이도를 가지고 있지만 악성도가 낮은 육종에서는 위음성(false negative)으로 나올 수 있고 염증성 질환과 종양유사병변에서는 위양성이 나올 수 있어 해석에 주의가 필요합니다. 

자기공명영상(MRI)이 사용되기 전까지는 혈관 조영술이 악성 종양의 진단에 사용되곤 했으나, 현재에는 진단 목적보다는 수술 전에 종양 부위로 가는 영양 동맥을 인위적으로 영구히 또는 일시적으로 색전(embolization)시켜 종양의 크기를 줄이거나, 수술 시 출혈을 감소시킬 목적으로 많이 사용하고 있습니다. 

조직검사는 종양의 진단에 필수적인 최종 검사로, 악성 종양이 조금이라도 의심되면 수술 전 반드시 조직 검사를 통해 이를 확인하고 현미경 검사로 육종의 종류와 분화 정도를 판정하게 됩니다. 

성공적인 조직검사를 위해서는 다양한 양성/악성 연부조직 종양에 경험이 있는 병리과 전문의와, 조직검사 원칙을 잘 숙지하고 있고 치료 경험이 많은 정형외과 골연부종양 전문의가 필요합니다. 

조직 검사의 방법은 비개방성 방법과 개방성 방법으로 나눌 수 있습니다. 비개방성 방법에는 미세 침 흡인 생검술(Fine Needle Aspiration Biopsy)과 핵심 침 생검술(Core Needle Biopsy)이 있습니다. 간단하고 안전하며 조직 검사 시 암을 주변 조직에 오염시킬 위험이 적다는 장점이 있습니다. 필요한 경우 초음파 검사나 전산화단층촬영(CT) 등의 도움을 받으면서 시행하면 더욱 안전하면서도 정확하게 종양을 포착하여 검사를 할 수 있습니다. 
그러나 침 생검술은 얻어진 조직의 양이 너무 적어서 정확한 진단이 어려운 경우가 있다는 단점이 있습니다. 통상적으로 연부조직 종양의 경우 침 생검술로 진단이 가능한 경우는 약 75%로 알려져 있습니다. 

개방성 방법은 피부를 절개하고 종양을 확인 후 조직 검사를 하는 것으로 진단을 위한 조직 채취만을 목적으로 하는 절개 생검(Incisional Biopsy)과 진단과 치료를 동시에 목적으로 하는 절제 생검(Excisional Biopsy)이 있습니다. 이중 절개 생검 시 종양을 다른 조직에 오염시키지 않고 추후 검사 결과에 따라 본 수술을 하는 데 지장을 주지 않도록 반드시 지켜야 할 원칙이 있습니다. 원칙은 피부절개를 5cm 이내 또는 최소한의 절개로 수직으로 가하며 근육과 근육 사이로 절개를 하면 안되고 검사 후 세심히 지혈을 해야 한다는 것 등 입니다. 만약 이러한 원칙들을 지키지 않고 조직 검사를 했을 때 나중에 종양을 완치시키기 위한 광범위 절제술이 불가능해져 부득이하게 절단술을 시행해야 하거나 아예 수술적 치료가 불가능해 질 수도 있습니다. 

그리고 절제 생검(Excisional Biopsy)을 할 것인지 절개 생검(Incisional Biopsy)을 할 것인지의 결정은 종양의 크기와 위치에 따라 결정합니다. 절제 생검(Excisional Biopsy)은 임상적 혹은 방사선학적으로 완전히 양성으로 진단된 경우나 양성으로 판단되지는 않으나 위치가 표재성이고 크기가 작아(약 2.5 cm 혹은 3cm)광범위 절제연을 가지고 절제를 하여도 기능에 영향을 미치지 않을 경우에 합니다. 

악성 연부조직 종양은 잘 전이한다는 특징이 있습니다. 대부분은 폐로 혈행성 전이(hematogenous metastasis)를 하지만 간혹 림프절이나 다른 장기, 또는 다른 연부조직으로도 전이합니다. 활액막 육종, 횡문근 육종, 상피양 육종, 투명세포 육종 등은 림프절 전이가 비교적 흔한 악성 연부조직 종양입니다. 폐 전이를 조사하기 위해서는 폐의 전산화단층촬영(CT)이나 양성자방출단층촬영(PET)을, 림프절 전이나 기타 전이를 알아보기 위해서는 초음파 검사나 전산화단층촬영(CT)검사, 종양 신티그래피(RI 방사성동위원소를 이용한 전신의 뼈 검사), 양성자방출단층촬영(PET) 등의 검사를 실시합니다.