Gırtlak kanseriyle ilgili belirtiler gösteren kişilerde tanı hekim muayenesiyle başlar. Fizik muayeneyle birlikte hastanın tıbbi geçmişi ve yaşam alışkanlıklarının değerlendirdiği muayene sonrasında hekim şüphe duyarsa tanı için ayrıntılı testlere başvurulur. Boğazı yakından görmek ses tellerini incelemek için laringoskopi yöntemi kullanılır. Kuşku duyulacak herhangi bir durum ya da normal dışı bir oluşum saptanırsa lokal ya da genel anestezi altında biyopsi işlemi gerçekleştirilir. Kanser tanısı biyopsi sonrası patolojik inceleme ile kesinleşen hastalarda, bölgesel ve uzak organ tutulumu olup olmadığı görüntüleme yöntemleri ile tespit edilir. Boyun ultrasonu, bilgisayarlı tomografi (BT), manyetik rezonans görüntüleme (MRG), pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi görüntüleme yöntemleri kullanılmaktadır.