Investigațiile pentru cancerul ovarian nu se bazează pe o singură analiză, ci pe un sistem secvențial de evaluare: acuze și anamneză, examen ginecologic, analize de sânge, ecografie, tomografie computerizată, uneori imagistică prin rezonanță magnetică sau tomografie cu emisie de pozitroni, obținerea de țesut tumoral, patomorfologie și teste genetice moleculare.