肉瘤的诊断需要遵循一个原则，即临床-影像-病理相结合。具体来说就是一个肉瘤的诊断，需要综合骨肿瘤科医师、影像科医师及病理科医师的意见来综合做出。骨肿瘤科医师要考虑病人的性别、年龄、肿瘤的部位、病史的长短等因素；影像科医师要根据患者的CT或核磁的表现来判断肿瘤的良恶和倾向的诊断；病理科医师要根据活检取到的病变组织，通过显微镜下观察、免疫组化染色等手段做出病理学上的判断。只有临床-影像-病理三者相统一，才能最终做出诊断。而临床-影像-病理三者意见不统一的情况也不少见，这种情况下，则需要通过骨肿瘤科医师、影像科医师及病理科医师的多次交流讨论和会诊，才能决定最终的诊断。这也是肉瘤在诊断上和其余很多恶性肿瘤相比最大的不同之处。

肉瘤的分期最常用的是美国癌症分期联合委员会（AJCC）的软组织肉瘤分期（2010第7版）。这种分期方案根据肿瘤的大小（肿瘤的最大直径是否大于125px），肿瘤的部位（肿瘤是位于浅部还是深部）、有无淋巴结的转移、有无远处的转移、肿瘤病理学上的恶性程度等指标将肿瘤分为I、II、III、IV四期，其中I期预后最好，IV期已出现远处转移，预后最差。