1.外周血
血紅蛋白測定、紅細胞計數、血細胞比容測定是診斷紅細胞增多癥的主要實驗方法，表1列述了紅細胞增多癥的血象診斷標準。其中以血細胞比容和血紅蛋白較準確，紅細胞計數的影響因素較多。
白細胞數在真性紅細胞增多癥時大多高于正常，而在應激性及繼發(fā)性者多在10×109/L以下，除非合并感染;但在約25%真性紅細胞增多癥病例的白細胞數不增高。血小板數在真性紅細胞增多癥時約有半數以上病例高于400×109/L，最多可達1000×109/L以上，而其他原因的紅細胞增多癥患者血小板數多在正常范圍。
2.骨髓檢查
骨髓涂片檢查對真性與繼發(fā)性紅細胞增多癥的鑒別診斷有一定價值，兩者在增生程度上差別不顯著，但真性者粒與紅細胞系統比例大致正常，粒、紅與巨核細胞3系均增生，有時可見幼稚紅細胞聚集成小堆;而繼發(fā)性者常只有紅細胞系統明顯增生，粒與巨核細胞系統無異常，故粒細胞與紅細胞系統比例減少。
骨髓活檢對兩者的鑒別診斷意義更大，真性紅細胞增多癥骨髓切片顯示粒、紅、巨核細胞3系均明顯增生，全部脂肪細胞為造血細胞所代替，有10%～20%病例的網狀纖維增加，若有網狀纖維增生，此為重要診斷依據;而繼發(fā)性者切片中主要是紅細胞系統增生，脂肪組織仍可存在，缺乏網狀纖維。
3.血容量
在紅細胞增多癥的診斷中，用51Cr或99Tc標記法測定紅細胞容量，同時測定全血容量及用125I或131I人血清白蛋白法測定血漿容量是重要診斷步驟，紅細胞容量男性>36ml/kg體重，女性>32ml/kg體重即可診斷紅細胞增多癥;相對性紅細胞增多癥患者的血細胞比容高于正常，而紅細胞容量正常，血漿容量較正常值常減少，有助于診斷。
4.血沉、血黏度
紅細胞沉降率常為1～2mm/h，血液黏度較正常為高。血液相對黏度與水之比為8∶1～10∶1(正常人為3.5∶1～5.4∶1)(Oswald或Hess黏度計測定)。全血相對密度增加，在1.061～1.083之間(正常男性1.055～1.065，女性1.048～1.059)。
5.動脈血氧飽和度
在真性紅細胞增多癥及繼發(fā)性紅細胞增多癥由于非生理性紅細胞生成素增加者動脈血氧飽和度均正常;而繼發(fā)于生理性紅細胞生成素增加者動脈血氧飽和度低于正常(<88%)。如心血管疾病、動靜脈瘺、一氧化碳血紅蛋白血癥、高鐵血紅蛋白血癥等患者由于氧親和力改變，而引起生理性紅細胞生成素增加，動脈血氧飽和度減低。
6.血液氧分離曲線
此曲線表示血氧飽和度與氧分壓的關系，正常時此曲線呈S形。在標準狀態(tài)時，正常紅細胞血紅蛋白的氧半飽和分壓(p-50)是3.54kPa，如此值減低，p-50左移，表示血紅蛋白對氧的親和力增加;反之，p-50>3.54kPa則為右移，表示血紅蛋白對氧親和力減低。血液氧分離曲線檢查p-50增加時可能提示是異常血紅蛋白或紅細胞2，3-二磷酸甘油酸含量減低。
7.紅細胞生成素測定
由于真性紅細胞增多癥是一克隆性疾病，紅細胞系祖細胞的分化為自主性，不依賴紅細胞生成素，因而患者的血清用酶聯免疫吸附測定(ELISA)或免疫放射測定(IRMA)檢測紅細胞生成素時常為減低或正常(正常值：6～32U/L);而繼發(fā)性紅細胞增多癥是由于紅細胞生成素過度生成，因氧轉運機制異常，代償性紅細胞生成;或因良性或惡性腫瘤引起外源性紅細胞生成素生成的結果，這是非代償性紅細胞生成素生成，因而檢測血清紅細胞生成素是增加或正常。紅細胞生成素的測定有參考價值。
8.紅細胞集落生成單位培養(yǎng)
由于1974年Prchal和Axelrad提出真性紅細胞增多癥患者紅細胞集落生成單位(SFU-E)體外培養(yǎng)不依賴于紅細胞生成素，稱這種自發(fā)性紅系集落生成為內源性紅細胞系集落(erythroid endogenous colonies，EEC);而繼發(fā)性紅細胞增多癥患者并無這種EEC特性，紅系集落生成必須在培養(yǎng)基中加一定量的紅細胞生成素，故體外紅細胞系集落生成單位培養(yǎng)檢測有助于與兩者的鑒別?，F認為這對真性紅細胞增多癥的診斷有高度特異性。
B超或CT檢查腹部及腰部腎臟、子宮、肝臟及腦部有無囊腫或腫瘤;測定血紅蛋白電泳、2，3-二磷酸甘油酸、高鐵血紅蛋白、硫化血紅蛋白等有助于繼發(fā)性紅細胞增多癥原因的確定。