En primer lugar, hay que detectar una tumoración en los tejidos gastrointestinales. Para ello se pueden utilizar diversas técnicas de diagnóstico por imagen con un bajo grado de invasividad y distinto grado de sensibilidad, pero que permiten la visión directa del tumor y la realización de la biopsia. Estos métodos diagnósticos incluyen pruebas como la ecografía, pruebas con contraste, escáner o TAC, RMN y PET.

• Pruebas con contraste: En esta prueba se administra a los pacientes un líquido que contiene bario, un elemento químico que va a permitir la visualización del tubo digestivo en la radiografía. Esta prueba permite localizar anomalías y tumores en el tubo digestivo, pero no ofrece ninguna información sobre el tipo de tumor.

• Escáner o TAC: Esta técnica tridimensional es muy útil para localizar posibles metástasis, es decir, diseminaciones del tumor a otros tejidos como el hígado.

• Resonancia magnética nuclear (RMN): Es una prueba similar al TAC pero utiliza campos magnéticos en lugar de radiaciones.

• Tomografía de emisión de positrones (PET): Esta técnica tridimensional de diagnóstico por imagen tiene la ventaja de dar información adicional sobre el tumor. Los tumores consumen azúcar más rápidamente que las células normales, y lo hacen más rápido según va progresando la enfermedad. Por medio de la inyección de azúcares marcados radiactivamente se puede observar tanto el tamaño del tumor como la posible progresión de la enfermedad. Sin embargo, la detección de una tumoración en tejidos blandos no es suficiente para diagnosticar un GIST.

Siempre será necesaria la realización de una biopsia y el análisis de un patólogo para discriminar un GIST de cualquier otro tipo de tumor. La endoscopia digestiva es más invasiva que las pruebas de diagnóstico por imagen, pero permite obtener una imagen directa del tumor y la realización de la biopsia. Consiste en la introducción por la boca de un pequeño tubo llamado endoscopio, que a veces posee un terminal de ultrasonidos que permite valorar el tamaño del tumor. Desafortunadamente en la mayoría de los casos hay que realizar una biopsia abierta, es decir, que requiere una cirugía con anestesia. La prueba que realizará el patólogo para distinguir entre los distintos tipos de tumores de tejidos blandos es una batería de tinciones inmunohistoquímicas. Estas pruebas se basan en la utilización de anticuerpos específicos para cada tipo celular, que son capaces de teñir sólo unas proteínas presentes en ese tipo de tumor, y que el patólogo puede observar al microscopio. El anticuerpo que se utiliza para detectar el GIST tiñe las células que contienen el receptor KIT.