主要根据临床表现、内分泌检查、影像学检查三个方面。
垂体瘤病人的早期症状往往轻微，容易漏诊或误诊。如老年无功能性垂体瘤导致的垂体功能低下，视力下降;儿童及青春期垂体腺瘤出现视力下降或生长发育迟缓;男性泌乳素腺瘤所致阳痿;女性泌乳素腺瘤所致月经紊等。这不仅需要神经外科、内分泌科医生重视，而且需要相关科室如眼科、妇产科等的重视，应加强各科对相关疾病与垂体腺瘤的鉴别诊断。其中MRI检查及内分泌激素测定是提高垂体瘤早期诊断的重要手段。
目前诊断功能性垂体腺瘤的内分泌学指标是：血清 PRL〉30μg /L 、血清 GH 〉 5 μg/L、UFC〉80μg/24小时，ACTH〉40pg/ml。由于内分泌激素受内在外在因素的影响，存在节律变化，故对于血GH水平增高的病人，应做葡萄糖GH抑制试验;对于皮质醇增高者，应做地塞米松抑制试验，以协助明确诊断。影响泌乳素增高的因素很多，但泌乳素愈高就愈支持垂体瘤的诊断。
MRI检查肿瘤小于1cm为微腺瘤，肿瘤大于1cm而小于3cm为大腺瘤，大于3cm为巨大腺瘤。
临床症状、内分泌及影像学检查典型者，诊断垂体瘤并不难，如闭经、泌乳，泌乳素明显增高，
MRI示肿瘤直径为2厘米，诊断为垂体泌乳素大腺瘤;如患者有肢端肥大、糖尿病，血清生长激素增高，核磁共振示垂体增大，诊断生长激素腺瘤明确。如视力障碍，视野双颞侧偏盲，有肾上腺、性腺、甲状腺激素水平的低下，又无泌乳素、生长激素的异常增高，核磁共振示肿瘤为4厘米，诊断为垂体无功能巨大腺瘤。