Tumor tulang belakang sering kali memiliki onset yang tidak jelas, gejala yang bervariasi dan kurang spesifik. Pengobatan pertama-tama bergantung pada diagnosis yang akurat (sifat tumor, lokalisasi, distribusi, adanya gangguan yang menyertai, dll.), sehingga diagnosis yang menyeluruh sangat penting untuk pengobatan tumor tulang belakang. Dokter bedah tulang belakang muda sering berfokus pada teknik bedah yang kompleks dengan mengorbankan diagnosis pra operasi yang lebih penting dan cenderung meremehkan peran perawatan komprehensif dalam pengelolaan tumor tulang belakang. Pemeriksaan umum seperti CT, MRI dan pemindaian tulang tidak dibahas di sini. Kemajuan dalam mendeteksi tumor tulang belakang telah datang pertama dan terutama dari perkembangan pencitraan yang cepat. Metode yang paling canggih adalah PET-CT (Positron emission tomography – computed tomography), yang menggabungkan pencitraan tumor seluruh tubuh dengan CT dan memungkinkan deteksi dini lesi primer dan metastasis, terutama dalam diagnosis kanker metastasis. Di negara maju, PET-CT telah menjadi salah satu tes standar untuk evaluasi tumor tulang belakang, terutama metastasis tulang belakang. MRI seluruh tubuh juga dianggap lebih baik. Keduanya saling melengkapi, tetapi kekurangannya adalah harganya yang mahal. Diagnosis tumor tulang belakang masih didasarkan pada prinsip tiga serangkai: klinis, pencitraan, dan patologi. Pencitraan memberikan informasi mengenai lokalisasi dan distribusi tumor, hubungan antara tumor dan anatomi di sekitarnya, serta analisis awal mengenai sifat tumor. Hanya sedikit sekali tumor tulang belakang yang memiliki presentasi yang khas (misalnya osteoid osteoma); sering kali sulit untuk secara akurat memperkirakan sifat patologis sebagian besar tumor berdasarkan pencitraan saja. Sebagai contoh, chordoma dapat secara klinis salah didiagnosis sebagai neurofibroma, tuberkulosis, hemangioma, dll. Beberapa dokter terburu-buru tanpa melakukan biopsi patologis sebelum operasi, hanya untuk mengetahui pasca operasi bahwa itu adalah chordoma. Bahkan ahli onkologi tulang belakang pun tidak bisa tidak salah diagnosis. Kesalahan diagnosis dan kesalahan diagnosis karena pengalaman klinis saja akan menyebabkan kerusakan yang tak terhitung pada pasien.