Outre l'examen visuel direct des lésions, le diagnostic est posé par la réalisation d'une biopsie (prélèvement d'un échantillon de tissus de l'organisme pour examen microscopique). L'analyse au microscope d'un prélèvement de tissu suspect permet en effet de déterminer la nature maligne (cancéreuse) ou bénigne (non cancéreuse) d'une lésion.

Dans le cas où il s'agit d'un cas de cancer ORL avéré, un bilan d'extension doit être appliqué au patient : 

• Endoscopie, le plus souvent sous anesthésie générale
• IRM ou scanner des voies aéro-digestives supérieures
• Scanner thoracique

Peuvent être également nécessaires pour compléter le bilan : 

• PET-Scanner = TEP-Scanner
• Scintigraphie osseuse le cas échéant
• Echographie hépatique le cas échéant
• Panoramique dentaire
• Bilan sanguin général