1、体格检查：患者就诊时，医生会询问总体的健康状况。在检查过程中，医生会观察患者是否出现白血病的迹象，例如胸骨压痛和皮下出血点等。
2、血象检查：大多数病人白细胞增多，白细胞>10x109/L者称为白细胞增多性白血病。也有白细胞计数正常或减少，低者可<1.0x109/L，称为白细胞不增多性白血病。血涂片分类检查可见数量不等的原始和幼稚细胞，但白细胞不增多型病例血片上很难找到原始细胞。病人常有不同程度的正常细胞性贫血，少数病人血片上红细胞大小不等，可找到幼红细胞。约50%的病人血小板<60x109/L，晚期血小板往往极度减少。
3、骨髓象检查：诊断急性髓细胞性白血病的主要依据和必做检查。多数急性髓细胞性白血病骨髓象有核细胞显著增生，以原始细胞为主，少数急性白血病骨髓象增生低下，Auer小体是急性髓系白血病的特征。
4、细胞化学检查：通过检测白血病细胞中过氧化物酶、糖原反应、非特异性酯酶、碱性磷酸酶来鉴别急性白血病的种类。其中急粒白血病过氧化物酶可呈阳性或强阳性。
5、免疫学检查：根据白血病细胞表达的相关抗原确定其系列来源，进一步将急性髓细胞性白血病分为不同的亚型。
6、细胞遗传学和分子生物学检查：白血病常伴有特异的细胞遗传学和分子生物学改变，其检查结果具有判断预后的意义，儿童急性髓细胞性白血病约80%~90%伴有染色体的异常。
7、血液生化检查：血清尿酸浓度增高，甚至出现尿酸结晶，血清乳酸脱氢酶可增高。