腎細胞癌(RCC)約佔全部原發性惡性腎腫瘤的90％，並且估計僅在美國新做出腎癌診斷的約有28，000人，死亡人數超過11，000。症狀很多，包括晚期三聯症，即腹痛、腫塊、血尿。此三聯症很少出現，為晚期的典型徵兆。目前普遍使用的切面成像，通過超聲和CT檢查偶然發現腎臟腫塊已成為就診時最常見的主訴。
當RCC患者出現血尿時，靜脈尿路造影常常是首先被採用的診斷方法。可疑RCC的靜脈尿路造影表現包括：受腫物的影響，腎臟輪廓異常以及集合系統的變形和移位。通過排除不在需要的影像平面的結構使腎斷層造影提高集合系統和腎臟實質的清晰度。儘管斷層造影很精細，靜脈尿路造影仍然比其它評估腎臟病灶的方法要差些，特別是在檢查小的、位置靠前面或後面並且沒有引起腎外形或集合系統扭轉的腫物時，靜脈尿路造影或腎斷層造影所發現的腫物需要經超聲或CT檢查作進一步證實。
RCC的診斷較複雜，因腎臟病灶發生率高。這些病灶多數為良性囊腫。腎實性腫塊的超聲特徵為形狀不均且邊緣不清、有內部回聲和聲阻抗的腫物。遺憾的是，超聲常不能將腎良性實性腫物或複雜的囊性病灶與RCC鑑別，所以這些由超聲發現的病灶要求進一步行CT檢查。儘管存在多種影像學檢查方法，由於良性和惡性病灶表現的變化較大，所以RCC有時術前很難確診。然而，不論是否作增強，CT仍是腎臟腫塊特異性診斷的金標準。RCC的CT特徵多種多樣，包括：能增強的實性腫物，具有斑點狀或不規則鈣化，厚的或結節狀壁且邊界不對稱，血運豐富，出血和壞死。
CT影像不僅對RCC的診斷，而且對其分期都十分重要。總的說來，CT對分期準確度在60％~90％之間，應當包括評估腎靜脈、下腔靜脈腎上腺和局部淋巴結，以及肝肺是否遠處轉移。RCC累及的靜脈CT影像包括充盈缺損或低密度區，靜脈管徑的變化和靜脈擴大。RCC所致的局部淋巴結轉移預後很差，5年生存率約10％。增大的淋巴結或多個大小正常淋巴結聚集在一起，提示有淋巴結轉移。直徑大於2cm的淋巴結常含有轉移的病灶。然而淋巴結是否受累根據大小的標準是有爭論的，因為淋巴結增大也可能因為反應性增生所致。而且微小的轉移沉積物尚不能通過目前現有影像學手段檢測到。總之，通過CT確定腹膜後的淋巴結轉移分期的敏感性和特異性大於80％。
MRI的改進，如：釓元素和特殊技術的應用，使MRI在評估腎臟病灶，尤其是較小病灶上提高了應用價值。 釓存在順磁性對比增強，現在用於區別良性及惡性病灶，酷似增強CT。釓是MRI提高應用價值的主要因素。而且，釓腎毒性很低，因而對於腎功能不全或既往對碘造影劑出現過敏反應的患者來說具有重要的臨床意義。在慎重評估腎臟腫物時，MRI適應症是輔助CT做出精確診斷和分期仍然存在疑問。與CT比較，MRI的優點包括，MRI超清晰的組織層面，能夠發現局部腫瘤擴散和靜脈受累。MRI尤其適於評估腎靜脈或下腔靜脈，因其顯然比超聲和CT優越，並且與腔靜脈造影在檢查靜脈內瘤栓時至少有相同的敏感性。MRI在描述腔靜脈瘤栓到膈、肝靜脈和右心房的範圍同樣有價值。總之， MRI分期的準確度在80％~90％之間，診斷下腔靜脈是否受累，具有很高的特異性(97％)。
在評估RCC方面，動脈造影僅起有限的作用。在評估腎臟腫物所有的檢查中，動脈造影是最昂貴的一種侵入性檢查手段。現在基本上已被其它精確無創的技術，如超聲、CT和MRI所取代。動脈造影中RCC的典型表現有：血管豐富，動靜脈交通支，靜脈池。目前，動脈造影對RCC患者的主要用途是在計劃行保留腎單位手術之前得到血管分佈圖像。特殊適應症包括：孤立腎、馬蹄腎的RCC，雙側RCC、伴von Hipple-Lindau 綜合徵病人的腫瘤，以及腫瘤血管梗塞。血管造影對評估腎臟腫物合併嚴重高血壓、血管性疾病或其它病史提示可能合併腎動脈疾病也可能有益處。
根治性腎切除仍是臨床上侷限性RCC治療的金標準。保留腎單位手術被廣泛接受，並且放寬了適應徵，但是長期療效尚未定論。同樣，對於晚期病人來說，不論是在免疫治療前後，行根治性腎切除和轉移灶切除的作用仍有爭議。
