(1)約90%的直腸癌，尤其是低位直腸癌，僅通過手指檢查即可發現。但仍有壹些醫生對疑似直腸癌患者不做這種常規檢查，從而延誤了診斷和治療。其實這種診斷方法簡單可行，可觸及腫塊的大小和浸潤程度，是否固定，腸壁外或盆腔內是否有植入性腫塊，都可以通過直腸指檢來判斷。
(2)結腸鏡或乙狀結腸鏡檢查直腸後，應再次做直腸檢查，直視下輔助診斷。應觀察腫塊的形態、上下邊緣及距肛緣的距離，並取腫塊組織作病理切片檢查，以確定腫塊的性質及分化程度。位於直腸中上部的癌，手指無法觸及，乙狀結腸鏡是較好的方法。
(3)鋇灌腸和纖維結腸鏡檢查對直腸癌的診斷無幫助，故不列為常規檢查，僅用於排除多發性結直腸腫瘤。
首先，直腸和肛門手指采摘
肛門指檢簡單易行，直腸指檢仍是直腸癌術前壹系列檢查中最基本、最重要的檢查方法。
二、實驗室檢驗
1)大便隱血試驗:該方法簡單易行，是大腸癌篩查的壹種初級篩查方法，也是結腸疾病的常規檢查。如果條件允許，也可采用免疫學方法提高正確率。
2)血紅蛋白檢查:對於不明原因的貧血，血紅蛋白低於100 g/L者，建議做鋇灌腸檢查或纖維結腸鏡檢查。
3)血清癌胚抗原(CEA)檢測:CEA檢測無特異性診斷價值，不適用於普查或早期診斷，但對估計預後、監測療效和復發有壹定幫助。
第三，內窺鏡檢查
凡便血或大便習慣改變，直腸指檢未發現異常者，應常規行乙狀結腸鏡或纖維結腸鏡檢查。內鏡可以在直視下觀察病變，並采取活檢進行病理診斷。
目前，纖維結腸鏡檢查是診斷結直腸病變最有效、最安全、最可靠的檢查方法，大部分早期結直腸癌可通過內鏡檢查發現。
第四，雙重對比造影
傳統的鋇灌腸X線檢查往往難以顯示早期癌和結直腸腺瘤，但空氣鋇雙重造影技術大大提高了早期結直腸癌和小腺瘤的檢出率和準確診斷率，現已成為放射學的常規檢查。
動詞 （verb的縮寫）CT診斷
CT不能作為早期診斷手段，但CT對結腸癌的分期有重要意義，特別是對於體外放療或局部腔內放療後可能手術切除的患者。CT對進展期直腸癌和復發直腸癌的手術估計具有重要意義。可以直接觀察到腫瘤侵犯盆腔肌肉(肛提肌、閉孔內肌、尾骨、梨狀肌和臀肌)、膀胱和前列腺。
術後三個月，盆腔CT可作為隨訪時對比的基礎片。術後2 ~ 3年內每6 ~ 8個月做壹次CT檢查，或CEA升高時復查CT。另外，CT放射治療復發性直腸癌可以提供正確的定位，確定合適的靶區體積。
六、超聲成像檢查
直腸內超聲是壹種檢測直腸癌浸潤及腫瘤浸潤直腸壁程度的新診斷方法，自1983開始應用於臨床。直腸內超聲成像能正確診斷腫瘤侵犯的部位和大小。
七、磁力振動檢查
有研究人員表示，磁共振成像(MRI)對直腸癌的侵襲性比CT更有意義。但目前仍有許多技術問題需要改進，對磁振動提供圖像的理解也需要進壹步加深。同時，與腔內超聲成像相比，磁振動昂貴的檢查也是其廣泛應用的障礙。