In presenza dei disturbi associati all'astrocitoma, laddove non siano riconducibili ad altre malattie più comuni, è consigliabile rivolgersi al proprio medico curante per effettuare degli approfondimenti che includono:

visita medica accurata, per capire il tipo di malattia che determina i disturbi e i segni presenti
esame dei riflessi tendinei, con lo scopo di verificare la presenza o meno di disturbi neuromuscolari e di coordinazione
test oculare, che permette al medico di osservare il nervo ottico e di valutarne l'interessamento
valutazione dello stato mentale, e delle capacità di ragionamento, linguaggio e memoria, allo scopo di capire quale zona del cervello potrebbe essere coinvolta

Successivamente, per avere la certezza della presenza del tumore e per conoscerne l'esatta posizione, il medico prescriverà indagini strumentali più approfondite quali la Risonanza Magnetica Nucleare (RMN) e la Tomografia Computerizzata (TAC). L'astrocitoma è meglio evidenziato dalla RMN. Le indagini di solito vengono eseguite dopo infusione endovenosa di un mezzo di contrasto che consente di valutare meglio l'attività del tumore in base alla quantità di sostanza assorbita.
La diagnosi neuroradiologica non sempre però è risolutiva al 100% e può rendersi necessaria l'esecuzione di una biopsia cerebrale. In questo caso, per eseguire il prelievo di frammenti di tessuto tumorale dal cervello, si fissa sulla testa del paziente in anestesia locale un “casco” che rende possibile una elaborazione tridimensionale delle immagini. Tale visualizzazione è fondamentale per guidare con precisione l'ago che viene inserito in un piccolo foro creato nel cranio in anestesia generale (tecnica stereotassica). I frammenti di tessuto prelevato vengono successivamente analizzati al microscopio.
Classificazione
In base alle caratteristiche istologiche e, di conseguenza, alle terapie da eseguire vengono distinti quattro gradi di malignità: i gradi I e II indicano una bassa malignità, mentre i gradi III e IV sono ad alto grado di malignità.
Astrocitomi a basso grado di malignità
In questo gruppo rientrano:

astrocitomapilocitico, di grado I, caratterizzato da una crescita lenta e con scarsa tendenza ad evolvere in forme più maligne. Rappresenta la forma più frequente di glioma nei bambini, con percentuali di guarigione superiori al 90% con la sola asportazione chirurgica, quando completa. Nei bambini la sede più comune è il cervelletto. Può presentarsi anche in giovani adulti, solitamente di età inferiore ai venti anni. Anche se è una forma di I grado, scarsamente infiltrante e con una buona aspettativa di vita, può comunque evolvere in forme più maligne
astrocitomi diffusi, tumori di II grado che, in genere, insorgono tra i trenta e i quaranta anni di età. Raramente colpiscono i bambini. Possono evolvere molto lentamente e permettere una sopravvivenza molto lunga. Dopo un periodo medio di circa 5 anni, possono trasformarsi in forme più aggressive. A questo gruppo appartengono l'astrocitoma fibrillare, gemistocitico e protoplasmatico

Negli astrocitomi a basso grado di malignità la differenza tra le cellule tumorali e quelle sane è meno marcata e il confine con il tessuto sano è poco evidente. È per questo motivo che rispondono poco alle terapie chirurgiche, farmacologiche o alla radioterapia. La rimozione chirurgica è possibile solo nei casi di tumori di piccole dimensioni che si trovino in una zona in cui l'uso della chirurgia non possa causare danni quali, ad esempio, difficoltà nel linguaggio, paralisi o altro.
Astrocitomi ad alto grado di malignità
In questo gruppo rientrano:

astrocitoma anaplastico, di grado III, un tumore altamente maligno, detto anaplastico perché gli astrociti della massa tumorale perdono il loro aspetto tipico ed assumono le caratteristiche di cellule indifferenziate (anaplastiche). Questo tipo di tumore rappresenta circa un terzo di tutti gli astrocitomi e può comparire a qualsiasi età, ma è più frequente nelle persone anziane, con un picco tra i 50-60 anni di età. Rispetto agli astrocitomi a basso grado di malignità cresce più rapidamente, tende a riformarsi più spesso e più in fretta e infiltra il tessuto sano circostante rendendo così difficile la sua completa rimozione chirurgica. L'aspettativa di vita è negativa con una sopravvivenza a due anni del 50%, a 5 anni del 18%
glioblastoma multiforme, di grado IV, rappresenta il tumore cerebrale più temuto per la sua aggressività e invasività. Ha una crescita rapida e, soprattutto, un'alta tendenza a ripresentarsi. Rappresenta circa il 30% di tutti i tumori cerebrali e circa il 50% di tutti gli astrocitomi. Colpisce di solito persone con più di 50 anni. La sopravvivenza media è di 12 mesi, mentre quella a due anni è pari al 10%