1.贫血可表现为单一红系减少，也可表现全血细胞减少。细胞形态学特征是本病诊断的主要依据。外周血中大卵圆形细胞、中性粒细胞核分叶过多，5叶者>5％，如见6叶者就应考虑有巨幼细胞贫血的可能。
2.骨髓呈增生象，巨幼红细胞占30％~50％，其中巨原、早红细胞可达半数以上，可见巨晚及巨杆状粒细胞；成熟巨核细胞核与核之间不相连呈分核状。
3.血清叶酸水平<6.81nmol/L（<3ng/L），红细胞叶酸<227nmol/L（<100ng/ml）可诊断为叶酸缺乏症
4.血清维生素B12<74~103pmol/L（<100~140pg/ml）、伴有红细胞叶酸低于正常，可诊断为维生素B12缺乏。10％~20％的维生素B12缺乏者，血清维生素B12水平是正常的，在N2O中毒、先天性TCⅡ缺乏者及伴有骨髓增生性疾患者，血清维生素B12水平可正常。此类患者应做维生素B12吸收试验，正常人排出量>7％，巨幼细胞贫血患者<7％，恶性贫血患者<5％。