膀胱がんの検査では、まず尿検査を行い、尿の中に血液やがん細胞が含まれているかどうかを確認します。さらに、超音波検査や膀胱鏡検査を行い、がんであることがわかった場合には、転移の有無や膀胱内のがんの深さや広がりを確認するため、CT検査やMRI検査などの画像検査を行うこともあります。膀胱がんの確定診断のためには、治療を兼ねたTURBT（経尿道的膀胱腫瘍切除術）を行います。
１．尿検査
尿に血液やがん細胞が含まれているかどうかを確認する検査です（尿潜血検査、尿細胞診）。また、尿中の腫瘍マーカーの有無も確認します。
腫瘍マーカーとは、がんの種類によって特徴的につくられる物質です。膀胱がんでは、NMP22やBTAを測定します。この検査だけでがんの有無を確定できるものではなく、がんがあっても腫瘍マーカーの値が上昇しないこともありますし、逆にがんがなくても上昇することもあります。
２．超音波（エコー）検査
がんの位置や形、臓器の形や状態、周辺の臓器との関係などを確認するための検査です。体の表面に超音波の出る超音波プローブ（探触子）をあて、体内の臓器からはね返ってくる超音波を画像として映し出します。検査での痛みはなく、その場で確認することができます。
３．膀胱鏡検査（内視鏡検査）
内視鏡を尿道から膀胱へ入れて、がんがあるかどうか、その場所、大きさ、数、形などを確認する検査です。膀胱がんの診断と治療方針の決定のために、必ず行う検査です。多くの場合、膀胱がんであるかどうかは、膀胱鏡検査によってわかります。
４．CT検査
がんの存在や広がりを見たり、リンパ節やほかの臓器への転移を確認したりするための検査です。X線を体の周囲からあてて、体の断面を画像にします。短時間でがんの位置や形を細かく映し出すことができます。より詳しく調べるために造影剤を使う場合もあります。
膀胱がんで行われるCT尿路造影（CTウログラフィー）は、腎盂、尿管、膀胱の尿路全体を3次元データの画像にして見ることができる検査で、膀胱のほかに上部尿路（腎盂と尿管）にがんがあるかどうかを調べます。また、がんが膀胱の筋層に及んでいる可能性がある場合には、転移がないか確認するため、全身のCT検査も行います。
５．MRI検査
がんの存在や広がりを見たり、ほかの臓器への転移を確認したりするための検査です。磁気を使用して、体の内部を映し出しさまざまな方向の断面を画像にします。がんと正常組織を区別してはっきりと映し出します。より詳しく調べるために造影剤を使う場合もあります。膀胱がんでは、がんが筋層に及んでいる可能性がある場合に行います。
６．骨シンチグラフィ
放射性物質を静脈から注射し、骨への転移の有無を調べる検査です。骨にがんがあると、その部分に放射性物質が集まることを利用する検査です。痛みなどの症状があり骨転移の可能性がある場合に行います。
７．TURBT（経尿道的膀胱腫瘍切除術）
がんの進行の程度を調べる検査で、手術方法の1つでもあります。検査や治療の1つとして、複数回行うことがあります。全身麻酔あるいは腰椎麻酔をしながら、尿道から内視鏡を挿入してがんを電気メスで切除します。切除した組織を顕微鏡で調べることにより、がんの深達度（がんがどのくらい深くまで及んでいるか）や性質などについて、正確な病理診断を行うことができるため、ほぼすべての膀胱がんで行います。
また、上皮内がん（CIS）を合併している場合や、合併している可能性がある場合には、正常に見える膀胱の上皮を数カ所採取して調べるランダム生検を行います。