臨床上發生於四肢長骨的骨肉瘤一般具備疼痛、腫脹和功能障礙三大癥狀。以疼痛最為顯著。侵犯周同軟組織時局部可出現腫塊，皮膚可見怒張的血管，皮溫升高。發生於眼眶的骨肉瘤疼痛明顯,向眶內生長可推壓眼球移位，與其他腫瘤很難鑒別。眼眶骨肉瘤患者發病迅速，單側進行性眼球突出，眼球移位、疼痛、眶周麻木、眼瞼水腫和結膜充血。當腫瘤起自篩骨或額骨時，繼發於一個堅固的、可捫及並常常可見的腫塊使眼向下或外側移位，而腫瘤來自蝶骨翼者則僅產生眼球突出而沒有可捫及的腫塊。
病程發展快提示眼眶惡性病變，X線平片顯示明顯的骨破壞或骨化斑,輪廓不清。CT掃描對眼眶骨肉瘤的診斷價值較大，既可以顯示骨改變，又可顯示病變侵犯范圍及軟組織繼發改變。CT多具備溶骨性改變和腫塊共同存在的特征。B型超聲檢查內回聲不均勻，形狀不規則，可伴有聲影。CDI顯示病變內有彩色血流。
病理學檢查：大體標本呈棕紅色，無色膜，質地較軟，其中可有骨纖維樣結構。病變常常沒有包膜且相當堅固，這取決於已形成新生骨質的數量。顯微鏡下可見有染色過深的核和無數有絲分裂圖形的惡性紡錘形細胞，骨樣和新生骨形成明顯。在許多病例，腫瘤基質含有軟骨和纖維瘤樣成分及無數血管，薄壁的竇狀間隙在其腔內可含有細胞。骨源性肉瘤可能來源於有骨分化能力的間質細胞，在骨Paget病和骨纖維異常增殖癥有較多機會發生骨肉瘤，其原因未明。
病理上骨肉瘤主要成分為瘤性的成骨細胞、瘤性的骨樣組織和腫瘤骨。部分腫瘤可見瘤性軟骨組織和纖維肉瘤樣結構。成骨型骨肉瘤成骨顯著，質硬如象牙。溶骨型骨肉瘤質地軟,易出血。介於兩型之間的為混合型骨肉瘤。
1.X線檢查 眼眶成骨型骨肉瘤表現為眶骨的局限性骨質硬化,硬化區密度不均,同時伴有骨質破壞，其內可見斑片狀瘤骨,正常的骨小梁結構消失，骨皮質殘缺不全,病變邊緣較清楚,病變周圍形成軟組織腫塊，其內亦可見象牙質樣、棉絮樣腫瘤骨，針狀瘤骨少見。溶骨型骨肉瘤眶骨顯示不規則的溶骨性破壞，瘤骨少，密度低，破壞區與正常骨無清楚界限。骨皮質無明顯膨脹變形，骨膜反應少見。混合型骨肉瘤兼有成骨型及溶骨型骨肉瘤的X線改變。
2.CT掃描 長骨肉瘤一般X線片即可明確診斷，而眶骨骨肉瘤缺少特征性，典型的瘤骨及骨膜反應很少出現,與眶骨的其他腫瘤難以鑒別。病變早期X線可疑骨質破壞難以確定時，CT 薄層掃描可明確有無骨質破壞，明確周圍軟組織浸潤的范圍。骨肉瘤典型的表現為眶骨局部的骨質破壞,骨結構消失,其內可有片狀高密度瘤骨，軟組織腫塊顯示清楚。腫瘤可向顱內侵犯，壓迫額葉腦組織。向眶內生長壓迫侵犯眼球，鄰近的眼外肌受累常顯示不清;向下侵及上頜竇甚至上齒槽骨。
3.MRI 眼眶骨屬不規則骨,發生於眶骨的骨肉瘤缺少長骨的典型表現。一般表現為局部眶骨變形,正常的骨信號消失，依據腫瘤病理類型的不同，MRI信號各異。T1加權像呈不均勻性低信號，T2加權像呈不均勻性高信號。腫瘤邊緣不規則，與正常骨界限不清，表明腫瘤呈浸潤性生長。