O diagnóstico de tumores de células de ilhotas divide-se em diagnóstico qualitativo, de localização e patológico, e o diagnóstico é muito importante para as escolhas de tratamento subsequentes. Como os tumores de células de ilhotas são um grande grupo de doenças, a apresentação e as vias de diagnóstico variam.
Alguns doentes apresentam sintomas devido à função secretora do tumor e o médico escolhe os marcadores bioquímicos sanguíneos adequados para um diagnóstico qualitativo baseado nos sintomas; enquanto a cromogranina A (CgA) pode ser sugestiva de tumor de células de ilhotas, independentemente da presença de sintomas. É ainda necessário identificar a localização exacta da lesão, começando com testes não invasivos e relativamente simples, tais como ultra-sons, TAC, RM, etc., até ao relativamente complexo ultra-som endoscópico, PET-CT, fenómeno receptor de inibidor de crescimento, etc., até à imagem pancreática invasiva, que pode ser escolhida caso a caso.
Se estes testes ainda não forem eficazes na localização da doença, um pequeno número de pacientes pode necessitar de exploração cirúrgica. A patologia obtida em doentes submetidos a biopsia ou cirurgia é também importante para o prognóstico do doente e opções de tratamento subsequentes.