แพทย์จะวินิจฉัยว่าเป็นโรคนี้อาศัยประวัติคนไข้ การตรวจร่างกาย และวิธีการตรวจอื่น ๆ รวมทั้งเอ็กซ์เรย์หน้าอก เอ็กซ์เรย์คอมพิวเตอร์ เอ็มอาร์ไอ และการตัดเนื้อออกตรวจการตรวจกล่องเสียงอาจต้องอาศัยแพทย์เฉพาะทาง

การตรวจร่างกายรวมการตรวจสุขภาพโดยทั่วไปและการสืบหาสภาพต่าง ๆ ที่สัมพันธ์กับโรคและมะเร็งที่ได้กระจายแล้วแพทย์จะคลำคอเหนือกระดูกไหปลาร้าเพื่อตรวจโรคต่อม ก้อนอื่น ๆ และเสียงกรอบแกรบที่กล่องเสียงส่องดูช่องปากและคอหอยที่มองเห็นได้โดยตรงส่วนกล่องเสียงสามารถส่องดูโดยใช้กระจกเล็ก ๆ ที่ติดเป็นมุมกับด้ามยาว (indirect laryngoscopy) คล้ายกับที่ทันตแพทย์ใช้บวกกับแสงสว่างซึ่งสามารถมีประสิทธิผลดี แต่แพทย์จะต้องมีฝีมือเพื่อให้ได้ผลที่คงเส้นคงวาเพราะเหตุนี้ แพทย์เฉพาะทางจำนวนหนึ่งปัจจุบันจึงใช้กล้องส่องติดเส้นใยนำแสงชนิดอ่อนงอได้ ซึ่งสอดผ่านจมูกเพื่อให้เห็นคอหอยและกล่องเสียงได้อย่างชัดเจนเป็นหัตถการที่ทำได้ง่ายและเร็วในห้องตรวจโดยอาจใช้ยาชาเฉพาะที่

ถ้าแพทย์สงสัยว่าอาจมีมะเร็ง ก็จะต้องตัดเนื้อออกตรวจ โดยปกติจะให้ยาสลบซึ่งจะเป็นข้อยืนยันทางมิญชวิทยาว่า เป็นมะเร็งประเภทใดและเป็นแค่ไหนและถ้ารอยโรคดูจะเล็กและอยู่เฉพาะที่ แพทย์อาจจะตัดเนื้องอกทั้งหมดออกเมื่อตัดเนื้อออกตรวจในคราวเดียวกันในกรณีนี้ พยาธิแพทย์จะไม่เพียงแต่ยืนยันวินิจฉัย แต่สามารถแสดงความเห็นว่า ได้ตัดเนื้องอกออกทั้งหมดแล้วหรือไม่ในช่วงตัดเนื้องอกออกตรวจ บ่อยครั้งแพทย์จะส่องดูกล่องเสียง ท่อลม และหลอดอาหารทั้งหมด

สำหรับเนื้องอกเล็ก ๆ ที่กล่องเสียง การส่องดูอีกอาจไม่จำเป็นในกรณีโดยมาก การตรวจระยะของมะเร็งจะทำโดยตรวจดูบริเวณศีรษะและคอทั้งหมด เพื่อดูขนาดของเนื้องอกและต่อมน้ำเหลืองบริเวณคอที่โตขึ้นผิดปกติ

แผนการรักษาขั้นสุดท้ายจะขึ้นอยู่กับตำแหน่ง ระยะ (ขนาดเนื้องอก การแพร่กระจายทั้งไกลและใกล้) และประเภทเนื้อเยื่อโดยพิจารณาสุขภาพและความต้องการของคนไข้ด้วยการแยกแยะโรคแบบ prognostic multigene classifier อาจมีประโยชน์เพื่อแยกแยะมะเร็งกล่องเสียงว่า มีโอกาสเกิดอีกมากหรือน้อย ซึ่งอาจมีผลต่อทางเลือกในการรักษาในอนาคต[7]

ระยะ

เนื้องอกเนื้อเยื่อบุผิวอาจจัดระยะตามแนวทางขององค์กรสหภาพเพื่อควบคุมมะเร็งสากล (UICC)[8]โดยมีเกณฑ์ 3 อย่างคือ ขนาด (T) การแพร่กระจายเฉพาะพื้นที่ (N) และการแพร่กระจายไปในที่ไกล ๆ (M)

ขนาด: T

หมวดนี้พิจารณาขนาดของก้อนเนื้องอกหลัก

เหนือชุดสายเสียง

• T1 - มีเนื้องอกข้างหนึ่งเหนือชุดสายเสียงโดยสายเสียงยังขยับได้ปกติ
• T2 - เนื้องอกที่สายเสียงโดยยังไม่ยึดกับกล่องเสียง
• T3 - เนื้องอกที่กล่องเสียงโดยยึดกับสายเสียง และ/หรือการกระจายเข้าไปยัง postcricoid area ไปยังเนื้อเยื่อก่อนฝากล่องเสียง (preepiglottic) หรือกินเข้าไปในกระดูกอ่อนไทรอยด์
• T4
  • a - กระจายผ่านกระดูกอ่อนไทรอยด์เข้าไปยังท่อลมและเนื้อเยื่ออ่อนที่คอ/ลิ้น
  • b - กระจายเข้าไปในช่องหน้ากระดูกสันหลัง ไปยังโครงสร้างตรงกลาง หรือไปยังหลอดเลือดแดงแครอทิด

ที่ชุดสายเสียง

• T1 - สายเสียงยังขยับได้ตามปกติ
  • a - เนื้องอกที่สายเสียงเดียว
  • b - เนื้องอกที่สายเสียงทั้งสอง
• T2 - เนื้องอกขึ้นไปเหนือหรือใต้ชุดสายเสียง และ/หรือขยับสายเสียงได้อย่างพิการ
• T3 - เนื้องอกที่กล่องเสียงโดยยึดกับสายเสียง หรือยื่นเข้าไปในช่องข้าง ๆ สายเสียง หรือกินเข้าไปในกระดูกอ่อนไทรอยด์
• T4
  • a - กระจายผ่านกระดูกอ่อนไทรอยด์เข้าไปยังท่อลมและเนื้อเยื่ออ่อนที่คอ/ลิ้น
  • b - กระจายเข้าไปในช่องหน้ากระดูกสันหลัง ไปยังโครงสร้างตรงกลาง หรือไปยังหลอดเลือดแดงแครอทิด

ใต้ชุดสายเสียง

มีน้อย

การแพร่กระจายเฉพาะพื้นที่ (N)

หมวดนี้พิจารณาการแพร่กระจายเข้าไปในต่อมน้ำเหลืองที่คอใกล้ ๆ กำหนดโดยเส้นผ่าศูนย์กลางที่กว้างสุด

• N0 - ไม่แพร่กระจาย
• N1 - แพร่กระจายเข้าไปยังต่อมน้ำเหลืองข้างเดียวกันต่อมเดียวโดยมีขนาด ≤ 3 ซม.
• N2
  • a - แพร่กระจายเข้าไปยังต่อมน้ำเหลืองข้างเดียวกันต่อมเดียวโดยมีขนาด > 3 ซม. และ ≤ 6 ซม.
  • b - แพร่กระจายเข้าไปยังต่อมน้ำเหลืองข้างเดียวกันหลายต่อมโดยมีขนาด ≤ 6 ซม.
  • c - แพร่กระจายเข้าไปยังต่อมน้ำเหลืองทั้งสองข้างหรือในข้างตรงกันข้ามโดยมีขนาด ≤ 6 ซม.
• N3 - แพร่กระจายเข้าไปยังต่อมน้ำเหลืองโดยมีขนาด > 6 ซม.

การแพร่กระจายไปในที่ไกล ๆ (M)

หมวดนี้พิจารณาระยะการแพร่กระจายจากเนื้องอกหลัก

• M0 - แพร่กระจายไปที่ใกล้ ๆ
• M1 - แพร่กระจายไปที่ไกล