超声为非侵入性检查，对人体组织无任何不良影响，其检查操作简单、直观准确、费用低廉，常常用于肝癌的早期发现和诊断。超声检查结果容易受到检查者经验和细致程度的限制，有经验的超声医师使用先进超声诊断仪能发现1cm以下的病灶，但表现为等回声，位于肝膈顶部和肋骨下的较小肿瘤则容易被漏检。
超声诊断用于肝癌与肝囊肿和肝血管瘤的鉴别诊断较有参考价值，而术中超声直接在开腹后的肝脏表面探查，避免了超声衰减和腹壁、肋骨的干扰，可发现术前CT、超声皆未发现的肝内病灶。在肝癌的瘤内无水酒精注射术、射频消融术、微波固化术中，采用超声引导操作简单、耗时少、费用低，更重要的是能实时地监测整个治疗过程，大大保证了穿剌和治疗的安全，是目前最常用的影像学介导方法
CT的出现使肝癌影像学诊断有了一个质的飞跃，并带动了肝脏外科的进步。CT的分辩率远远高于超声，图像更加清晰和稳定，更能全面客观地反映肝癌的特性。CT检查可清楚地显示肝癌的大小、数目、形态、部位、边界、肿瘤血供丰富程度，以及与肝内管道的关系；对门静脉、肝静脉和下腔静脉是否有癌栓，肝门和腹腔淋巴结是否有转移，肝癌是否侵犯邻近组织器官都有很重要的诊断价值；CT还可通过显示肝脏的外形、脾脏的大小以及有无腹水来判断肝硬化的轻重。
快速螺旋CT能在一次屏气（20s左右）即可完成整个肝脏的扫描，可避免呼吸运动所致层面的上下移动而漏扫微小病灶，还可克服呼吸运动产生的伪影问题。螺旋CT最小可用1mm的层厚进行薄层扫描，对1～3cm的小肝癌检出率可达90%，并能在螺旋扫描的长度内实施高质量的三维图像重建。对增强CT难以作出明确诊断的肝癌，还可进一步采用血管造影CT。经皮导管在肝动脉注入造影剂，观察肝动脉显影时的CT，称CT血管造影。
MRI还能较好地显示肝脏和肝癌组织的内部结构，对评估各种治疗疗效很有帮助，如经皮瘤内酒精注射术、射频消融术或微波固化术后，肿瘤坏死在T2期显示为均匀的低信号，如果肿瘤内部信号不均匀，则常常提示治疗后坏死不完全。MRI易于发现位于肝表面CT难以检测到的小肝癌，对肝内小转移灶的敏感性亦颇高，但肝左叶边缘受心脏及主动脉搏动的影响而小肝癌检出率与CT相差不大。 MRI无放射性辐射，可从多个方位进行成像。新型的MRI已经克服了早期成像速度太慢的缺点，场强提高到1.5～2.0T，使得多种新的成像技术如梯度回波序列及波谱分析等得以实现，加上肝细胞特异性造影剂的应用，对小肝癌的检出率大大提高，小于1cm的病灶检出率为55%，1～2cm为70%，2～3cm达82%。MRI能清晰显示肝内血管和胆管结构，对了解肿瘤与肝内血管胆管的关系有很大帮助。
面对众多不断发展的影像学方法，临床医师应从临床诊断需要来选择合适的影像学检查手段。超声费用低廉且普及，可用于肝癌的普查和治疗后随访；CT图象清晰稳定，用于肝癌常规诊断检查和治疗后的随访检查；与同一代的CT比较，MRI的图象清晰度还不令人满意，但MRI对肝内小病灶的检出、血管的情况以及肿瘤内结构的显示有独特之处，可作为CT检查的补充。