松果体肿瘤诊断依据可根据患者脑积水的表现，出现中脑四肢体受压、下丘脑损伤的症状，再结合影像学和实验室检查，可诊断典型的松果体肿瘤。
实验室检查包括脑脊液检查，松果体肿瘤易发生脱落，可在患者脑脊液中找到脱落的肿瘤细胞，对诊断和治疗方法的选择具有重要意义；肿瘤标志物检测，松果体肿瘤患者的血清、脑脊液中甲胎蛋白、绒毛膜促性腺激素，以及癌胚抗原升高；检测标志物的变化再结合其他资料诊断，对松果体肿瘤的诊断具有重要的临床意义。
生殖细胞肿瘤和恶性畸胎瘤，患者脑脊液中甲胎蛋白、HCG、CEA含量增高明显。HCG升高以及绒毛膜上皮细胞癌最为明显，依次是生殖细胞瘤、胚胎瘤以及内胚窦瘤。
甲胎蛋白升高以内胚窦瘤为主，其次见于生殖细胞瘤、畸胎瘤以及绒毛膜上皮癌。影像学检查头颅X光，可以看到颅内压增高、颅骨指压征、颅缝增宽、以及松果体区异常钙化。十岁以下儿童松果指数有钙化，十岁以上松果体区的钙化超过1cm，可以考虑松果体区肿瘤的可能。