鑑別診斷包括基底細胞癌，脂溢性角化症，發育不良痣，藍痣，皮膚纖維瘤，各種型別的痣，血管瘤(特別是手和足)，靜脈湖，化膿性肉芽腫和疣。如果有疑問，必須進行稍超出病損的全層皮膚活檢。對小病損行切除活檢，對較大病損行切開活檢。連續切片活檢能確定黑素瘤的浸潤深度，徹底的根治性手術必須在有明確的組織學診斷以後纔可進行。
色素性損害需要切除或活檢的標準有：病損近期增大，變黑，出血或潰瘍變。但是，以上症狀常表示黑素瘤已侵入皮膚深層。當皮損出現顏色改變(如褐色或黑色混有紅，白或藍色背景)，可見到或能觸及的不規則隆起，邊緣呈角形鋸齒或有切跡，則應對皮損立即進行活檢，能作出早期診斷。對於色素性損害用皮膚鏡(一種改良的浸油的眼鏡)檢查有助於區別黑素瘤和良性病損。
組織學判斷治療和預後主要通過顯微鏡觀測黑素瘤組織學上的浸潤深度而決定。組織學分級需要進行充分的活檢。中樞神經系統和甲牀下黑素瘤一般不用這些系統進行分類。
淋巴細胞的浸潤深度反映了患者的免疫應答系統，與浸潤的程度及預後有關。如果淋巴細胞僅在大多數表淺病損中浸潤，則治癒的機會較大，反之，隨着浸潤的深度的增加，治癒的機會明顯下降。
