实验室检查是诊断HTLV感染的重要依据，主要有以下几方面。
1.细胞学检查
可作外周血或骨髓细胞学检查。成人T细胞白血病/淋巴瘤的诊断依据是发现其异常的白血病细胞，即中等大小的异常淋巴细胞，胞质较少，无颗粒，有时含空泡。急性型ALT可见细胞核不规则，呈多形状改变，扭曲畸形或分叶状，称为花细胞(flowercell);慢性型可见典型的核裂细胞(cleaved cell);隐袭型也可见有特征性的细胞形态(图2)。
细胞化学染色：糖原染色呈阳性，酸性磷酸酶呈弱阳性或阴性。
A与B：急性型的多叶形态B可见花细胞(flower cell)C：慢性型，可见典型的核裂细胞(cleaved cell)。D：隐袭型 ALT(smoulding ALT)典型的细胞形态。
2.血清HTLV-I/Ⅱ抗体检测
目前多采用间接免疫荧光法(IFA)明胶颗粒凝集反应(GPA)、放射免疫测定(RIA)酶联免疫吸附试验(ELISA)及蛋白印迹试验(WB)。抗原常用HTLV感染细胞系裂解物、纯化的病毒体或多肽合成多肽或重组多肽等其中ELISA是目前最常用的检测方法。
3.HTLV病毒颗粒及其抗原检测
取ATL患者或HTLV携带者新鲜血液分离的外周淋巴细胞，经处理后置37℃5%二氧化碳孵箱中培养3～6周，用电镜观察细胞的病毒颗粒或用免疫荧光法检查细胞表面的病毒抗原。
4.HTLV的PCR法检测
选择HTLV的gag、pol、env基因中保守区设计HTLV-I和HTLV-Ⅱ的公共引物和探针，进行PCR反应。
5.脑脊液检查
对有中枢神经系统症状患者，可取其脑脊液检查。一般蛋白质含量较高，可达2.1g/L，γ球蛋白水平高。有高滴度HTLV抗体，并有淋巴细胞和ALT样细胞。
