Важную роль в распознавании метастазов в кости играет рентгенологическое исследование. Еще большей чувствительностью обладает радионуклидное исследование, хотя его данные менее специфичны. Если вопрос ставится о выявлении метастазов в кости при уже диагностированной или ранее удаленной первичной опухоли, особенно в отсутствие клинических признаков поражения костей, предпочтительно начинать с радионуклидного сканирования скелета, дополняя его рентгенографией или КТ тех отделов, где отмечена гиперфиксация радиопрепарата. При этом существует опасность принять за метастазы те или иные особенности строения костей или сопутствующие незлокачественные заболевания.

Нередко метастатическое поражение костей заявляет о себе раньше, чем сама первичная опухоль, протекающая скрыто. В таких случаях метастаз обычно подозревают по рентгенограммам, что заставляет предпринять поиск первичной опухоли. Ее обнаружение подтверждает диагноз метастаза в костях. Нечасто удается распознать первичную локализацию на основании особенностей рентгенологической картины костных метастазов (главным образом при остеобластических метастазах рака предстательной железы). Однако в 10% случаев несомненных метастазов рака первичная опухоль не обнаруживается, что порождает серьезные трудности дифференциальной диагностики с первичными опухолями костей, прежде всего солитарного метастаза с солитарной плазмоцитомой.