Meestal begint de gynaecoloog met het betasten en bekloppen van de buik. Zo kan vocht in de buikholte of de mogelijke vergroting van een eierstok worden gedetecteerd. De arts voert ook een inwendig onderzoek uit van de vagina en het rectum.
Met een bloedtest kan het gehalte van de tumormarker CA 125 worden gecontroleerd. Het gaat om een eiwit dat in het bloed voorkomt en onder andere door de eierstokken wordt aangemaakt. Een hoog CA 125-gehalte kan wijzen op eierstokkanker en kan ook iets zeggen over de grootte van een tumor en of er al dan niet uitzaaiingen zijn. Maar een verhoogd CA 125 kan ook duiden op een zwangerschap of een ontsteking.
Bij dit onderzoek wordt een staafvorming apparaatje ingebracht in de vagina. Het is in staat geluid uit te zenden en het teruggekaatste geluid meteen weer op te vangen. De geluidsgolven wordt omgezet in een beeld op een scherm. De gynaecoloog kan op die manier de vorm, grootte en ligging van de baarmoeder en eierstokken beoordelen en eventueel afwijkingen vaststellen.
Bij een laparoscopie of kijkonderzoek wordt onder algemene verdoving een sneetje in de buik gemaakt om een laparoscoop of kijkbuis in de buik aan te brengen en die op een videocamera aan te sluiten. Zo worden baarmoeder, eileiders en eierstokken zichtbaar op de monitor. Vervolgens kan een biopsie worden uitgevoerd, waarbij een stukje van een verdacht weefsel wordt weggenomen. Het monster wordt onder de microscoop onderzocht op eventuele afwijkingen.