甲胎蛋白升高是診斷肝癌的重要參考因素，如果發現甲胎蛋白升高，或者超聲檢查發現肝臟有占位性病變，就要通過正確的方法和途徑確定肝癌的診斷。
如果發現甲胎蛋白升高，特別是超過了400μg/L，就必須要做超聲檢查和CT檢查或核磁共振等影像學檢查。如果影像學檢查肝臟有符合肝癌特征的占位性病變，如動態增強CT顯示動脈期顯著的強化，靜脈期為典型的低密度，那么就可以做出肝癌的臨床診斷了。
如果影像學檢查沒有發現肝癌，就需要鑒別甲胎蛋白升高的原因。首先應考慮的是甲胎蛋白升高是否由肝炎活動引起，應檢查肝功能。如果，甲胎蛋白的變化和谷丙轉氨酶的變化是一致的，即隨著谷丙轉氨酶的下降，甲胎蛋白也下降，隨著谷丙轉氨酶升高，甲胎蛋白也升高，那么就是肝炎活動引起的甲胎蛋白升高。
反過來，如果肝功能是正常的，而甲胎蛋白卻持續升高，則很可能是微小的肝癌引起的，雖然當前影像學檢查并沒有發現。
如果患者沒有肝炎和肝硬化的病史，甲胎蛋白的升高還需要排除胚胎源腫瘤、生殖腺腫瘤、胃癌引起的甲胎蛋白的升高。