1.血象
Hb 100～120g/L，红细胞<2.0×1012/L，红细胞大小不等，呈小细胞低色素性贫血，中央浅染，外周血涂片红细胞异形明显，可见梨形，泪滴状，小球形，三角形，靶形及碎片，嗜碱性点彩红细胞，多嗜性红细胞，有核红细胞增加，网织红细胞增加(≤0.1)，白细胞及血小板数增加，并发脾功能亢进。
2.骨髓象
有核红细胞增生极度活跃，粒∶红比值倒置，以中，晚幼红细胞为主，胞体小，核固缩，胞浆少偏蓝，甲基紫染色可见晚幼红细胞含包涵体(仅链沉淀)。
3.红细胞盐水渗透性试验
红细胞渗透脆性减低，0.3%～0.2%或更低才完全溶血。
4.HbF测定
这是诊断重型β珠蛋白生成障碍性贫血的重要依据，HbF含量轻度升高(<5%)或明显增高(20%～99.6%);HbA2常降低，正常或中度增高，HbA2 3.5%～8.0%。
5.肽链分析
采用高效液相层析分析法可测定α，β，γ，δ肽链的含量，Cooley贫血时，β/α比值<0.1(正常值为1.0～1.1)，因本病多为点突变，故常用PCR加ASO才能明确突变点，我国各民族的β地贫基因突变情况有一定差异，南方汉族的突变基因以CD41-42(-TCTTT)，CDL7(A→T)，IVS-Ⅱ-654(C→T)和TATA-box28(A→G)为主，占85%～90%，双重杂合子的突变组合可达近100种。
6.其他
血浆及红细胞内维生素E含量显著下降，与病情呈正相关;超氧阴离子自由基增加。
常规做X线，B超，心电图等检查。
骨骼X线检查，骨髓腔增宽，皮质变薄和骨质疏松，颅骨的内外板变薄，板障加宽和短发样骨刺形成。
