1.血象
大細胞正色素性貧血（MCV＞100fl），血象往往呈現全血細胞減少。中性粒細胞及血小板計數均可減少，但比貧血的程度為輕。血涂片中可見多數大卵圓形的紅細胞，中性粒細胞分葉過多，可有5葉或6葉以上的分葉。偶可見到巨大血小板。網織紅細胞計數正常或輕度增高。
2.骨髓象
骨髓呈增生活躍，紅系細胞增生明顯，各系細胞均有巨幼變，以紅系細胞最為顯著。紅系各階段細胞均較正常大，胞質比胞核發育成熟（核質發育不平衡），核染色質呈分散的顆粒狀濃縮。類似的形態改變亦可見于粒細胞及巨核細胞系，以晚幼和桿狀核粒細胞更為明顯。
3.生化檢查
血清葉酸和/或維生素B12水平低于正常，但因為這兩類維生素的作用均在細胞內，而非血漿中，故可進一步測定紅細胞葉酸水平、血清高半胱氨酸和甲基丙二酸水平。
4.內因子抗體測定
在惡性貧血患者的血清中，內因子阻斷抗體（I型抗體）的檢出率在50%以上，故內因子阻斷抗體測定為惡性貧血的篩選方法之一。如陽性，應做維生素B12吸收試驗
5.維生素B12吸收試驗
主要用來判斷維生素B12缺乏的病因。