1、X線檢查
由於軟組織肉瘤易發生遠處轉移且80％發生於肺、縱隔，應常規進行胸部影像學檢查。X線攝片還可以顯示腫瘤周圍骨質破壞情況及骨膜反應，如出現骨破壞，常提示為高度惡性肉瘤。鈣化點只表示腫瘤曾有出血及壞死，無診斷特異性。腫瘤呈透亮區，則提示有脂肪源性腫瘤可能。
2、計算機斷層掃描（CT）
CT診斷軟組織肉瘤，其特點為無損傷性及分層腫瘤顯像，同時可探明腫瘤與鄰近骨、肌肉結構。術前肺部CT檢查可檢出早期肺部轉移癌。腹膜後肉瘤CT檢查，可以明確腫瘤與重要臟器的毗鄰及侵襲關係。對於不能進行MRI檢查者可採用CT血管成像，有助於術前腫瘤的評估及手術計劃的制定。
3、核磁共振掃描（MRI）
與CT比較，MRI更能從多角度描述腫瘤與鄰近組織的異同。對各種軟組織內部結構的分辯率明顯優於CT，更適合軟組織肉瘤的檢查，尤其對於肢體軟組織肉瘤的檢查，效果明顯優於CT。但是，MRI不能用於判定腫瘤的良惡性。
4、超聲
超聲顯示腫塊為實質或不均質性並伴有豐富血運者常提示軟組織肉瘤可能大，常常用於軟組織腫瘤的初篩檢查。臨床應用超聲檢查診斷了解腫瘤大小，邊界及與其血管的關係。超聲波檢查還是術後隨訪的重要手段，可及早發現病灶復發。
5、動脈造影
應用動脈造影可瞭解腫瘤內血管的分佈情況，惡性腫瘤富於血管，分佈紊亂，良性腫瘤血管較少。動脈造影對於毗鄰重要血管的腫瘤評估保肢手術適應症有較大作用。良性血管瘤由於血管豐富，不易於惡性腫瘤鑑別。
6、同位素掃描（ECT）
對於高度惡性的軟組織肉瘤，ECT檢查有利於篩查骨轉移瘤的存在，以利於早期診斷及系統治療。還可以明確高度惡性軟組織肉瘤對腫瘤周圍骨質破壞情況，如出現異常核素濃聚，常提示腫瘤可能侵犯臨近骨質，對於明確手術切除範圍及術式有指導意義。
7、正電子發射斷層顯像掃描（PET-CT）
PET-CT獲得的腫瘤代謝資料用於指導預後、分期和評價化療反應，對評價腫瘤的分級及指導預後很有幫助。PET-CT在高度惡性軟組織肉瘤的術前化療評效方面具有明顯優勢，並且可能預測腫瘤的治療效果及預後。
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