Паранеопластические синдромы диагностируются прежде всего на основании клинических симптомов, ответа на лечение, а также в сочетании со специфическими антителами. Во-первых, если у пациента наблюдаются более типичные паранеопластические синдромы, такие как лимбический энцефалит, энцефаломиелит, синдром Ламберта-Итона и т.д., а опухоль развивается в течение пяти лет после постановки диагноза, то диагноз паранеопластических синдромов может быть подтвержден. Во-вторых, если проявления паранеопластического синдрома не особенно характерны, но при этом обнаруживаются специфические антитела, связанные с паранеопластическим синдромом, такие как антитела Hu, антитела Yo, антитела Ri и т.д., то паранеопластический синдром может быть рассмотрен в совокупности с клинической картиной. Если клинические проявления пациента не характерны для паранеопластических синдромов, таких как синдром Ламберта-Итона и лимбический энцефалит, о которых говорилось выше, но при этом клинические симптомы улучшились в результате иммунотерапии, это также может быть основанием для диагностики паранеопластического синдрома.