Há duas formas principais de detectar o cancro renal: a primeira é através de exames físicos de rotina ou ultra-sons acidentais quando se é visto para outras doenças; a segunda é através de visitas hospitalares quando aparecem sintomas como hematúria, dores nas costas e protuberâncias. Actualmente, cerca de 70% dos cancros renais são detectados através da primeira via, e a maioria dos cancros renais detectados através desta via são cancros renais em fase inicial. A maioria dos cancros renais detectados através da segunda via já mostraram sintomas óbvios e são, na sua maioria, cancros renais de fase média a tardia, que são mais comuns em áreas médicas menos desenvolvidas. A maioria dos tumores renais detectados por ultra-sons através dos canais acima referidos são detectados por TC ou RM do rim melhorada, e a natureza do tumor pode ser clarificada por TC melhorada, enquanto alguns tumores renais císticos requerem outros testes de imagem para clarificar a natureza do tumor. Contudo, 5-10% dos tumores renais não são facilmente identificados por imagens, ou mesmo mal diagnosticados por estes testes. Portanto, a determinação final da natureza de um tumor renal requer uma biopsia patológica após a remoção do tumor. O pielograma intravenoso ou o pielograma retrógrado, o exame de radionuclídeo e o arteriograma são métodos auxiliares para o diagnóstico de tumores renais e são menos comummente utilizados actualmente.