胃癌通常是在患者因为自身的体征或症状去看医生时检测出来的。医生会记录病史、检查病人的身体情况。如果怀疑胃癌，则需要做一系列检查来确认或排除诊断。
当记录病史时，医生会询问有关症状的问题（饮食困难、疼痛、肿胀等），和可能的风险因素，来查看这些症状是否意味着胃癌或是其他原因。体格检查能提供患者的整体健康状况信息，以及可能的胃癌体征和其他健康问题。医生应该会问有无腹部异常变化的感觉。
若医生认为患者可能患有胃癌或其他类型的胃病，患者可能需要找专门研究消化胃疾病的胃肠病学家，由这种医生进行诊断并做进一步的检查。
上消化道内窥镜（胃镜）是发现胃癌的主要检测方式。当存在特定胃癌风险因素或出现疑似胃癌的体征和症状时，可以采用这种方式检测。
在检测中，医生用内镜从患者喉咙插入，内镜是一个细的、柔软的发光管，末端装有小型摄像头。医生可以通过内窥镜看到患者的食管内膜、胃粘膜和小肠的前段部分的肠壁。若发现异常区域，医生可以通过内镜的工具来切取活检组织。这块组织样本被送去实验室，病理医生会用显微镜观察是否发现了癌症。
当用内镜检查时，胃癌可能看起来像胃溃疡，一个蘑菇状的或突出的肿块，或弥漫性、平的、粘膜增厚区域，即皮革样胃。然而不幸的是，内镜通常检测不出遗传性弥漫性胃癌综合征。
内镜检查也可以作为某种特殊影像检查超声内镜的一部分：
这项检测一般是在患者注射镇静剂后才开始进行。使用镇静剂的情况下，最好有人能陪同并带患者回家。
超声内镜采用声波来生成人体器官例如胃的影像。在标准的超声检查中，医生会将棒状的传感器放置在皮肤上。它发出声波并检测内部器官反弹的回声。电脑会处理回声的模式，将其转变为屏幕上的黑白影像。
在超声内镜中，人们会在内窥镜的末端加上一个小的传感器。在患者被用药物镇静后，内窥镜从喉咙插入进入胃里。这可以使内窥镜直接抵达胃癌所在的地方。医生可用内窥镜观察胃壁的不同层、附近的淋巴结以及胃之外的其他结构。超声内镜的成像质量比标准的超声检查好很多，因为声波的传输的距离较短。
超声内镜最有用的一点，是它可以检测出胃癌浸润到胃壁、附近组织及相邻淋巴结上的扩散程度。它也可以用来引导探针进入某个疑似区域来取得组织样本（超声内镜引导的针刺活检）。
若内镜或影像检查发现异常区域，医生可能会怀疑是癌症，但是唯一可以确定的方法是做活检。在活检中，医生会切除异常区域的一部分样本。如欲了解更多关于穿刺活检信息，可阅读文章穿刺活检会引起癌症扩散或转移吗？
胃癌的活检组织经常是由上消化道内镜检查取得的。若医生在内镜检查中发现了胃粘膜的任何异常区域，则可以顺着内窥镜插入活检钳等工具来取得活检组织。
有的胃癌在胃壁深处，这使得标准内镜很难采取到活组织。医生若怀疑癌症可能存在于胃壁深处，那么可以采用超声内镜的方式，引导细的空心探针去采集胃癌的活组织样本。对那些可能的胃癌扩散区域，也可以采取活组织检测，例如附近的淋巴结或身体其他部位的疑似区域。
检测活检样本
活检样本被送到病理科，医生用显微镜进行观察。医生会检测样本是否发生了癌变以及癌变的种类（例如腺癌、类癌、胃肠道间质肿瘤或淋巴瘤）。
若样本中含有腺癌细胞，那么医生就会继续检测其中是否含有过多的促进细胞生长的蛋白质----HER2/NEU（通常简写为HER2）。HER2基因指导着细胞生产蛋白质。有高HER2水平的肿瘤称为HER2阳性。
可以通过以HER2蛋白为靶点的药物来治疗HER2阳性的胃癌患者，例如曲妥珠单抗（赫赛汀®）。
可以通过两种不同的方式来检测活检样本：
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免疫组化（IHC）：在这个检测中，粘附到HER2 /neu蛋白质的特殊抗体，被加到活检样本上，如果有许多份HER2基因的拷贝存在，会导致细胞改变颜色。这种颜色变化可以在显微镜下看到。测试结果报告为0，1 +，2 +，或3 +。
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荧光原位杂交（FISH）：这个试验使用DNA中的荧光片段，特意粘附在细胞中的HER2基因的拷贝上，然后可以在特殊显微镜下计数。
通常首先使用免疫组化IHC。
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如果结果是0或1+，那么癌症是HER2阴性。HER2阴性的肿瘤患者不能用HER2靶向2的药物（如曲妥珠单抗）治疗。
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如果测试结果为3 +，那么癌症是HER2阳性。HER2阳性肿瘤患者可以用曲妥珠单抗等药物治疗。
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当测试结果为2 +时，肿瘤的HER2状态不明确。这往往需要用FISH进行检测。
影像检查使用X射线、磁场、声波或放射性物质来构建身体内部的图片。做影像检查可能由于以下很多原因：
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帮助发现可疑区域是否有癌变
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了解癌症可能扩散到多远
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帮助确定治疗是否有效
上消化道（GI）造影
这是一个X光检查，用于观察食管、胃和小肠第一部分的内壁。寻找胃癌或其他胃部问题时，这项检查用的比胃镜要少，因为它可能会漏掉一些异常区域，使得医生无法取得活检样本。但它比内镜的侵袭性小，在某些情况下可能是有用的。
在这个检查中，病人喝下含有钡的白垩状溶液。钡剂会粘附在食管、胃和小肠的内层。然后拍摄数张X射线照片。由于X射线不能通过钡涂层，这将勾画出这些器官内壁的异常情况。
双对比技术可用于查找早期胃癌。使用这种技术，在患者吞咽下钡溶液后，细管被插入胃里并且泵入空气。这使得钡涂层非常薄，因此即使是小的异常也会显现出来。
计算机断层扫描（CT或CAT）扫描
CT扫描是一种X射线检查，它能产生人体的详细横断面图像。CT扫描仪不像标准的X光检查那样只是拍一张照片，而是在身体周围旋转时拍摄许多照片，然后计算机将这些图片组合成需要研究部位的切片图像。
在测试前，如果是增强CT，患者可能会被要求喝1或2品脱的造影剂和/或接受静脉注射（IV）线通过造影剂注射。这有助于更好地勾勒身体内脏器的轮廓。
静脉造影可以引起一些潮红（发红和温暖的感觉）。有些人可能会过敏并患上麻疹，或者少数情况下会发生呼吸困难和低血压这样更严重的反应。如果患者对任何X射线对比剂材料有任何过敏或有任何反应，一定要告诉医生。
CT扫描仪像一个大的油炸圈饼，一张窄的桌子（检查床）从中间开口处滑出。在扫描过程中，患者需要躺在检查床上。CT扫描比常规的X射线拍摄要长，而且在检测时可能会感到有点受到限制。
CT扫描能清楚显示胃的情况，经常可用来确认癌症的位置。CT扫描还可以显示胃部附近的器官，如肝脏，淋巴结和癌症可能已经扩散的远处的器官。CT扫描有助于确定癌症的范围（分期），以及手术是否是一个很好的治疗选择。
CT引导下穿刺活检
CT扫描也可用于引导活检针进入疑似癌症扩散区。当医生将活检针穿过皮肤向肿块移动时，病人仍躺在CT扫描台上。重复CT扫描，直到针进入肿块内。医生然后取出细针活检样本（很小的组织片段）或针芯活检样本（薄的圆柱桶取得组织），在显微镜下观察。
磁共振成像（MRI）扫描
核磁共振扫描使用无线电波和强磁体而不是X射线。无线电波的能量被身体吸收，然后能量以不同身体组织和某些疾病的形式释放出来。计算机将接收到的这种能量形式转换成身体部位的非常详细的图像。MRI也可以像CT扫描那样注射造影剂，但这种使用较少。
大多数医生更喜欢用CT扫描来检查胃部。但是核磁共振有时会提供更多的信息。核磁共振成像经常检查脑和脊髓。
MRI扫描时间比CT扫描要长，通常长达一小时。检查时患者可能不得不躺在狭窄的管状空间里，这是一个狭窄的空间对，封闭的空间感到恐惧的人可能会害怕。核磁共振成像机发出大声的嗡嗡声，接受检查的人可能会感到不安。有些地方提供耳机来阻挡噪音。
正电子发射体层摄影（PET）扫描
在这个检查中，放射性物质（通常是一种名为FDG的葡萄糖）被注射到静脉内。（放射性物质的用量非常低，而且会在次日左右排出体外），因为癌细胞的生长速度比正常细胞快，他们消耗糖的速度要快得多，所以它们会吸收放射性物质。注射FDG大约一小时后，患者会被移到PET扫描仪上的一张床上。需要躺在床上大约30分钟，一个特殊的相机会形成身体的放射性区域图片。
如果医生认为癌症可能已经扩散，但不知道扩散到了哪里时，PET检查可能是有用的。PET的照片不如CT或核磁共振扫描那样精细，但它提供了关于整个身体的有用信息。虽然PET扫描对于发现癌症扩散区域是有用的，但对于某些类型的胃癌，它们并不总是有用的，因为这些类型的胃癌不太容易摄取葡萄糖。
有些机器可以同时进行PET和CT扫描（PET / CT扫描）。这使得医生可以比较PET上较高放射性的区域和CT扫描提供的对应区域的更详细的外观。对胃癌来讲，PET/CT可能比PET检查更有用。这有助于查明癌症是否已经扩散到胃部以外的其他部位，在这种情况下，手术可能不是一个好的治疗方法。
胸部X光
这个测试有助于查出癌症是否扩散到肺部。它还可能查出是否存在严重的肺部或心脏病。如果对胸部进行CT扫描，就不需要进行这种检查。
腹腔镜手术
通常只有在已经发现胃癌后才会接受腹腔镜手术。虽然CT或MRI扫描能显示出人体内部的详细图像，但它们可能会漏掉一些肿瘤，特别是如果肿瘤很小的话。医生可能会在任何其他手术前做腹腔镜检查，以帮助确认胃癌是否仍仅局限于胃部、手术可以完全切除。也可能在化疗和/或放疗前进行腹腔镜检查，如果在手术前已经计划了这些治疗。
这个手术是在手术室里进行的，病人全身麻醉（深睡）。一个腹腔镜（一个细的，柔软的管子）通过病人身体一侧的一个小手术孔插入。腹腔镜的末端有一个小摄像机，它能把腹部的图像传送到电视屏幕上。医生可以仔细观察器官和附近淋巴结的表面，甚至可以获取小的样本组织。如果看起来癌症未扩散，有时医生会用生理盐水冲洗腹部。医生会清除液体（腹腔冲洗液）并查看液体中是否含有癌细胞。如果有癌细胞的话，说明癌症已经扩散，即使肉眼和影像检查都未发现扩散。
有时腹腔镜与超声结合能更好地显示癌症。
实验室检测
在查找胃癌的迹象时，医生可能会要求验血，称为全血计数（CBC），以寻找贫血（可能是由癌症出血进入胃部引起的）。可以用便隐血检测试剂来寻找肉眼看不见的粪便中的血液。
如果发现癌症，医生可能会推荐其他检查，特别是如果患者需要接受手术的话。例如，为了确保患者的肝和肾功能正常，并且血液凝结功能正常，患者要做血液检查。如果已经计划了手术或患者会接受可能影响心脏的药物治疗，患者需要接受心电图（EKG）和超声心动图（心脏超声）检查确保心脏功能正常。