血液学检查，血栓形成的实验室诊断并无统一的认识，目前似缺乏实验室特异性诊断指标，而且血栓形成过程中实验室发现的结果值变异较大，兼之检测的方法不够敏感，特别是有关血栓形成的早期，如何准确判断血栓前期或高凝状态仍有很多困难。以下一些血液检查，可以确诊或预示血栓形成。
1.内皮素-1检测 内皮素-1(ET-1)是惟一由血管内皮合成和分泌的内皮素，ET-1有强烈的缩血管生物活性和刺激内皮细胞释放t-PA的功能。在人群分布中，老年人ET-1的血浆水平较人群为高可能是老年人易患血栓形成的因素之一。
2.凝血酶调节蛋白增高：凝血酶调节蛋白或称血栓调节素(thrombomodulin，TM)是一种作为凝血酶之受体，存在于内皮细胞表面的单链抗凝糖蛋白。TM与凝血酶在内皮细胞表面结合形成复合物，该复合物特异性地使蛋白C转变为活化蛋白C(APC)。TM是反映内皮细胞受损的敏感的特异分子标志物之一。血浆或内皮细胞表面TM增高，表明高凝状态和血栓形成。
3.血小板检查 包括血小板黏附、聚集性增高;血浆中血小板释放物含量增高，特别是α颗粒中特异蛋白质β血栓球蛋白(β-TG)和血小板第4因子(PF4)增高及血小板α颗粒膜蛋白GMP-140增高，血浆中α血小板致密颗粒的释放物5-羟色胺含量增高而血小板内浓度下降;血浆TXA2的代谢产物TXB2增高和(或)前列环素化时产物(6-酮-PGF1α)减低;都反应血小板被激活。
4.凝血因子活化增高 人体凝血因子促凝活性(F：A)及抗原性(F：Ag)的水平一般在100%。在血栓性疾病中，F：A及F：Ag可明显增高。凝血酶原片段1+2(F1+2)和片段2(F2)水平升高，F1+2是反映凝血酶的活性，F1和F2是反映内生凝血酶的活性。凝血时间和APTT缩短。
5.血浆抗凝血因子减少 抗凝血酶-Ⅲ、蛋白C、蛋白S、HC-Ⅱ、APC敏感率及cl-抑制剂测定对血栓性疾病的诊断，特别是对遗传性、家族性血栓病的诊断有一定的临床意义。
6.纤溶活性减退 纤维蛋白(原)降解产物(FDP)测定可反应纤溶活性。FDP中D-二聚体增多是交联纤维蛋白降解的标志。纤维蛋白肽A含量增高提示已有凝血酶形成，是纤维蛋白原转化为纤维蛋白的早期标志。血清蛋白副凝固试验阳性表示可溶性纤维蛋白单体复合物含量增高，提示凝血酶和纤溶酶生成增多。此外尚有纤溶酶原活性测定、t-PA及PAI测定等也可作为纤溶观察指标。
7.血液流变学的改变 血液流变学的改变通常应用血细胞比容(HCT)、全血黏度、全血还原黏度、血浆黏度、红细胞电泳时间、纤维蛋白原定量、红细胞触变性和黏弹性等指标来反映血栓性疾病患者的血液流变学的变化。血栓栓塞性疾病中，全血或血浆黏度增高，红细胞触变性、黏弹性往往降低。
8.血管造影术 是诊断血栓栓塞病较为准确可靠的方法之一。可了解血栓的部位、大小、形状，闭塞程度和侧支循环的建立与否，另外下肢逆行性静脉造影还可以诊断静脉瓣损伤程度及血液倒流情况。对本病的治疗措施和预后判断有较大的价值。但血管造影是一种创伤性检查方法，缺点：①造影剂可引起过敏反应，轻度荨麻疹、瘙痒、呃逆、支气管痉挛，重者可致过敏性休克。②少数引起深、浅静脉炎、注射造影剂外渗，可引起局部血肿及造影后静脉血栓形成。③对下肢膝关节以下腓肠肌静脉血栓常有假阳性结果。
9.放射性纤维蛋白原试验 这是一种无创伤性的检查方法，利用纤维蛋白原能渗入血栓及借其所标的放射性核素，在体表扫描计数。局部测定值持续升高24h以上者，提示该处有血栓形成。本试验操作简便，灵敏度及正确性高，常用来作筛选检查。其缺点是常因肢体炎症、外科切开、溃疡、骨折、蜂窝织炎等，可出现假阳性，对急性小腿、下肢远端及奈静脉血栓形成有诊断价值，但对股、骼股、骼总及下腔静脉的血栓形成诊断灵敏度较小。
10.电阻抗体积描记法 检查原理是利用血液具有导电能力，及当血流量变化时能导致电阻(阻抗)的变化而影响电压，根据电压测定的结果来间接了解血容量的改变。其方法为大腿中部用压脉带加压后，使小腿深部静脉血容量增大、大腿减压时正常人小腿的血液迅速回流;如果有血栓形成，则小腿的血液回流缓慢或由侧支循环回流，结果在阻抗体积描记图上出现异常曲线。这是一种非创伤性检查方法，对奈、股、骼静脉血栓形成有诊断价值，但对小腿静脉血栓形成的灵敏度较差。缺点是：①对近端静脉闭塞伴有大量侧支静脉形成者本法的检测结果可呈假阴性。②在严重动脉血流减少使静脉充盈不佳时，可呈假阳性。③不能区别血栓性及非血栓形成性阻塞。
11.Doppler超声检查法 超声Doppler流量计是利用Doppler效应观察血流速度对频差的改变。当静脉血流通畅时，肢体加压可以增加血液流速，超声波信号增强;如果血管闭塞，则信号减弱或消失，可以判断血管有否血栓形成。此法简便、易行、对奈静脉、股静脉和骼静脉的血栓形成有诊断价值。特别是血管完全闭塞者诊断率甚高，已有侧支循环或表浅静脉血栓形成者，可能出现假阴性。
12Duplex Scanning双显性扫描检查 这是一种非创伤性检查，是目前一种快速、精确的证实动脉、静脉闭塞的有价值的方法，本法能精确地识辨动静脉血栓的解剖部位，还能测定静脉反流血量(m1/s)，资料证明当静脉通流量低于10ml/s时，则不发生皮肤变化和溃疡形成。对血管造影剂有过敏而不能进行血管造影者，尤为适用。
13.CT和MRI 可以确定脑病变部位并能区别于其他脑肿瘤，脑出血等疾病，但不能对肢体动静脉血栓清晰显像、正确诊断。