根据临床表现结合发病年龄、喂养史及血象特点一般可作出诊断。血红蛋白量比红细胞数降低明显及红细胞的形态改变对诊断意义较大。诊断本病一般不需做骨髓检查。如临床表现不典型时可试用铁剂治疗，如有治疗反应(一般于给药后一周左右网织红细胞即升高)，则有助于诊断。必要时可做骨髓检查(包括铁粒幼红细胞和含铁血黄素普鲁氏蓝染色检查)，以及血清铁含量，血清铁结合力等项检查。诊断明确后还应进一步找出发病原因(如查大便找钩虫卵)，以便对因治疗。
某些少见的贫血如血红蛋白C病，地中海贫血，维生素B，缺乏所致的贫血，遗传性小细胞性贫血(由于色氨酸代谢异常所致)等也表现为小细胞低色素性贫血，可根据各病的特点加以鉴别。铁粒幼红细胞性贫血也呈低色素性，须与缺铁性贫血鉴别。前者血清铁正常或增高，骨髓中可见较多铁粒幼红细胞，其铁颗粒多而粗大，且绕核成环状，可资鉴别。
1、血象
以血红蛋白量减低为主。贫血早期红细胞数不减少，随着病情的发展红细胞数也减少。红细胞平均容积小于正常，红细胞平均血红蛋白量和红细胞平均血红蛋白浓度均减低。网织红细胞数正常。血涂片可见红细胞大小不一和异形，胞径以小者为多，中央浅染区增大o。红细胞脆性降低。白细胞总数正常或轻度减低。血小板计数多为正常或偶见减低，体积变小。
2、血液分析
血清铁减低，往往低于35微克/分升。血清总铁结合力增加，常高于370微克/分升。血清铁饱和度明显下降，常在15％以下。
3、骨髓象
骨髓有核细胞增生活跃，严重病例也可增生低下。粒、红比例正常或后者增多。红细胞系统中以中幼和晚幼红细胞增加明显。各期红细胞胞体均较小，胞浆量少，染色偏蓝，因而显示胞浆成熟程度较胞核差。以普鲁氏蓝染色法可见铁粒幼红细胞减少，往往低于1．5％以下。白细胞系统无特殊改变。巨核细胞多属正常。