目前尚未发现最理想的诊断AATD的实验室方法，最有效的诊断办法是将定量试验(血浆AAT水平的测定)及定性试验(AAT突变基因的测定)结合起来。
1、血浆AAT水平检测 正常血清AAT水平大约在20～53μmol/L。AAT水平检测用于最初的筛选，方法简便低廉但不能用来排除AATD，因为它的敏感性和特异性均较低。
2、蛋白表型测定对定量检测AAT水平异常的患者可进行蛋白表型检测，根据各种突变蛋白的等电点不同，用等电聚焦法检测。依据各种突变蛋白在pH梯度下的电泳迁移率不同，将它们分成不同的类型。因为表型分析太主观且变化较大，因此不建议用于诊断有肝脏疾病的AATD患者。
3、基因型测定基因分析可以做出最后的诊断，确定特异性的表型变化。基因分子水平的检测是从全血细胞中提取DNA，用实时定量PCＲ技术的等位基因特异性扩增来分析已知突变类型。最常检测的基因类型是MM、MZ、SS、SZ和ZZ型，不能检测无效突变类型。如果其他未知的突变类型需要鉴定，可以采用直接测序法或变性梯度凝胶电泳法。因该疾病临床症状不典型，常存在并发疾病，许多医院并未常规开设AAT含量测定，这导致漏诊而延误治疗。对无症状患者的早期诊断可以帮助患者改良生活习惯来预防疾病发展，特别是对于儿童，该疾病的预防很重要。
4、肝脏组织病理学检测首先应该评估患者的肝脏功能。肝活检并不是诊断AATD的特异方法，但可以帮助排除其他原因引起的肝脏疾病并且可以评估肝脏病变的严重程度。
