目前尚无骨坏死的标记性的生化成分和特异性抗体的出现。除了某些疾病，如镰形红细胞性贫血、高雪病等病人有原发病的实验室异常外，大部分病人实验室检查结果正常。虽然普遍认为缺血性骨坏死发病机制与脂肪栓塞有关，但常规检查极少发现循环脂质有异常改变。血常规，血沉，尿常规，及血清学的检查的目的在于对原发病的诊断或排除其他引起类似于缺血性骨坏死症状的疾病。对于骨坏死具有诊断意义的检查是影像学检查。
X线检查： X线检查是诊断缺血性骨坏死最简单、最实用的方法。骨坏死X线的改变是病程的积累，只有当局部坏死骨组织因再塑型或废用性萎缩造成骨组织密度变化时，即达到一定程度才能在X线影像学上表现出来。临床上骨坏死后至少2个月才能出现明显的异常，可见X线检查对骨塌陷和硬化之前的局灶性缺血坏死是不敏感的，因此缺血性骨坏死早期单凭X线片不易诊断，缺血性骨坏死早期可表现为骨质正常或轻度疏松， 有些病人因周围正常骨组织的废用性萎缩也可出现病变区骨密度相对均匀增高现象，随后可见负重区有楔状硬化带或骨组织囊性病灶形成，进一步出现与关节面平行的“新月状透亮带”，关节间隙增宽，此时提示支撑关节软骨下骨板的松质骨骨折塌陷。最后，软骨下骨板及关节面塌陷，骨轮廓改变，阶梯状不连续，骨压缩加重。同时髋臼关节面也受损，关节间隙狭窄、骨赘形成，整个关节呈现退行性关节炎改变。股骨头坏死的X线检查分五个阶段：第一期，X线检查正常;第二期，负重的股骨头轻度变平;第三期，病损的硬化灶远端有透光区出现;第四期，硬化区围绕着光环，可见到软骨下骨塌陷的钙化层;第五期，继发性退行性变。
同位素扫描： 单光子发射计算机断层(SPECT)是一很有前途的早期缺血性骨坏死诊断技术，这种方法结合了CT与骨扫描的优点，能较好地显示病变部位的三维立体结构。采用99mTc磷酸盐静脉注射后，用单光子发射计算机断层扫描摄影检查水平面、矢状面和冠状面的断层图像。99mTc在骨内聚集的多少与骨内血液供应有直接关系。此一核技术用于诊断骨坏死已近30年，对缺血性骨坏死诊断敏感性高达80%，比常规X线检查更早地反映病变情况。常见的骨显示图像表现为病灶对99mTc吸收增加而形成“热区”，提示局部有血管及骨组织 再生，病变区周围有修复活动，示踪剂的吸收程度与病情的严重性不呈正相关。如坏死范围较大，其中央区常有血供障碍，同位素摄入减少，甚至完全消失，在扫描图上闪烁点变少，表现为“冷区”，周缘被“热区”包绕。这种现象在缺血性骨坏死病人中较为典型。SPEST所得图像清析度远不如CT扫描的成像，特异性也较差。
计算机断层扫描(CT)： CT扫描较常规X线检查及断层摄影能更早地反映骨组织缺血性骨坏死改变，能从横断分层观察死骨大小，肉芽组织吸收区及新生骨带，可明确显示囊变，骨塌陷的部位和程度，很好地显示股骨头前部这一缺血性骨坏死好发区骨组织的改变情况。CT可对股骨头形状及病灶的范围作出准确的估计，尤其适用于拟行股骨头置换术的病人。Cl扫描还可观察关节囊及周围组织变化，与其他相关疾病相鉴别。当骨组织供血障碍，骨坏死初期，死骨周围无肉芽肿组织吸收时，死骨与活骨无明显界限，此阶段CT表现正常。随着病程的进展，CT片上可见股骨头囊样改变，骨小梁减少，骨小梁增粗，融合。重者表现为大小不等的囊状骨吸收区，中心可见小块或大块死骨，围绕死骨有透亮骨吸收带，外围有新生骨硬化带。晚期出现股骨头塌陷变形，股骨头下有较大低密度区，周围区域松质骨融合成斑片状。
核磁共振(MRI)： MRI是骨坏死早期阶段较理想的诊断方法，是诊断骨坏死的金标准。MRI在过去十年中对于人们增加对骨坏死的了解已发挥了重大的作用，是诊断股骨头坏死最有价值的影像学技术。其特异性和敏感性超过闪烁扫描技术，能更精确地确定股骨头的病理过程，发现较小的缺血坏死灶，故可以早发现，早治疗，取得较好的疗效。在其他检查阴性而高度怀疑缺血性坏死时，应作MRI检查。在MRI检查中，正常的骨软骨和骨髓分别呈低、中和高信号，含多量骨髓的松质骨呈较白的高信号。骨缺血性坏死表现为关节下区的局部异常低信号。根据缺血坏死区的T1和T2加权序列像分为4级。A级，明亮的T1和中间的T2脂肪信号;B级，明亮的T1和T2信号提示血流减少;C级，低的T1和亮的T2信号提示肉芽组织充血，水分增加;D级，T1和T2均为低信号区，提示纤维化或硬化。有时骨坏死灶相邻的骨髓水肿，类似于暂时的髋关节骨质疏松。在这种类型的病人，坏死灶呈现T1低信号和T2高信号。由于在股骨颈侧或硬化缘内侧的肉芽组织充血，其水分增加，在T2加权像上可呈带状信号增高区，形成所谓“双线征”，被称之为股骨头坏死的特征性表现。可分均匀、不均匀、环状、带状4型。某些骨病，如原发性或转移肿瘤，有时亦可有类似表现。因此，分析结果时应结合其他临床资料。目前，普遍认为MRI是缺血性骨坏死早期诊断的最佳方法之一。
骨坏死的影像学分级：已发表了几个X线的分级系统，多不一致。改良的Marcus和Enneking较为方便实用。
Ⅰ级，正常的放射学影像，异常的MRI或骨扫描;
Ⅱ级，股骨头内异常的密度和透亮区;
Ⅲ级，软骨下骨折(新月征)或股骨头畸形;
Ⅳ级，股骨头变平塌陷但无关节病;
Ⅴ级，发展成骨性关节病或关节间隙消失。
其他检查如血液动力学检查，包括髓腔内压测定术，髓腔内静脉X线摄影术;活组织病理学检查等病人多不易接受或出现假阴性等因素，临床已很少开展。
结合X线、CT、MRI、骨扫描及骨活检的ARCO分期
0期：骨活检结果与缺血性坏死一致，但其它所有检查均正常。
Ⅰ期：骨扫描阳性或MRI阳性或两者均阳性，依赖股骨头累及的位置，病变再分为内侧、中央及外侧。
ⅠA：股骨头受累<15%。
ⅠB：股骨头受累15%～30%。
ⅠC：股骨头受累>30%。
Ⅱ期：X线片异常(股骨头斑点状表现，骨硬化，囊肿形成及骨质疏松)，在X线片及CT片上无股骨头塌陷，骨扫描及MRI阳性，髋臼无改变，依赖股骨头受累的位置，病变细分为内侧、中央及外侧。
ⅡA：股骨头受累<15%。
ⅡB：股骨头受累15%～30%。
ⅡC：股骨头受累>30%。
Ⅲ期：新月征，依股骨头受累的位置，病变可细分为内侧、中央及外侧。
ⅢA：新月征<15%或股骨头塌陷>2mm
ⅢB：新月征15%～3%0或股骨头塌陷2～4mm。
ⅢC：新月征>30%或股骨头塌陷>4mm。
Ⅳ期：X线示股骨头关节面变扁，关节间隙变窄，髋臼出现硬化，囊性变及边缘骨赘。
股骨头内受累范围以MRI确定，股骨头塌陷依赖正侧位X线片，新月征百分比是指新月征长度对股骨头关节面的长度比。
