缺铁性贫血的实验室检查包括血象、骨髓象、铁的代谢检查、红细胞游离原卟啉和锌原卟啉，以及血清转铁蛋白受体的检查。最常见的检查还是指血象、骨髓象以及铁的代谢检查，对诊断缺铁性贫血有非常大的诊断意义，其他两项主要是对少见疾病的鉴别有意义。常见的比如血象，是表现为小细胞低色素，红细胞平均体积是小于80FL，平均血红蛋白的含量小于26pg，平均血红蛋白的浓度小于32%，外周血象的特点就是红细胞大小不一，体积小的比较多见，其中心具有扩大，网织红细胞的计数正常或者轻度增多，白细胞和血小板计数大多在正常范围。

骨髓象的特点就是骨髓是增生活跃的，以红系增生为主，幼红细胞体积是较小的，边缘不整齐，胞浆区是变窄的，而胞核染色质致密，有血红蛋白形成不良的表现，但是粒系以及巨核系细胞通常没有显著改变。关于缺铁性贫血的铁代谢检查，主要是血清铁降低，小于8.95μmol/L，总体结合力升高，大于64.44μmol/L，转铁蛋白饱和度小于15%。另外血清铁蛋白也是反映机体铁储备的敏感指标，在缺铁性贫血里往往会小于14μg/L，但是伴有感染或肿瘤的时候，血清铁蛋白有可能是升高的，所以要结合具体的疾病来判断。骨髓涂片铁染色用于评估骨髓储存铁，也是诊断缺铁性贫血敏感指标，所以外周血常规的检查如果提示是小细胞低色素性贫血，需要完成进一步的铁代谢检查，以及骨髓象的检查，来诊断是否是缺铁性贫血。