超声检查成熟畸胎瘤的边界是清晰的，包膜轮廓多光滑和完整，并且囊内表现物质是均匀的，光点密集细小，部分或者完全布满囊腔。囊腔内有油脂与粘液的，回声较强。浆液在同一个囊腔时，则可以见到回声增强的水平，称为液质面。从影像学中，可以看到有毛发和牙齿或者骨质的回声，并且毛发有光团在浮动着，而且肿块是不均匀的，又是弥漫分布的。实质性的肿块部分呈现不均性，有弥漫性分布的中等回声或者是强回声。

卵巢畸胎瘤可以通过超声检查、盆腔CT检查以及核磁共振检查来诊断。