貧血的實驗室檢查分為血常規、骨髓和貧血發病機制的檢查。
第一，血常規檢查，血常規檢查可以確定有無貧血，貧血是否伴白細胞和血小板數量的變化。紅細胞參數，包括平均紅細胞體積、平均紅細胞蛋白量，平均紅細胞蛋白濃度，它反映了紅細胞大小及血紅蛋白改變，為貧血的病理機制診斷提供相關線索，血紅蛋白測定為貧血嚴重程度的判定提供依據。網織紅細胞計數，間接反映了骨髓紅系增生的情況。外周血涂片可觀察紅細胞、白細胞、血小板數量和形態的改變，以及是否有瘧原蟲和異常細胞等。
第二，骨髓檢查，包括骨髓細胞涂片分類和骨髓活檢。涂片分類反應骨髓細胞的增生程度，細胞成分和比例，形態的變化。活檢反應了骨髓造血組織的結構，增生程度，細胞成分和形態變化，骨髓檢查提示貧血時注意造血功能高低及造血組織是否出現腫瘤性改變，是否有壞死、纖維化或大理石變，是否有髓外腫瘤浸潤等。
第三，貧血的發病機制的檢查。包括缺鐵性貧血的鐵代謝及引起缺鐵的原發病檢查；巨幼細胞貧血的葉酸和維生素b12水平的測定，導致此類造血原料缺乏的原發病的檢查；失血性貧血的原發病檢查；溶血性貧血的紅細胞膜，酶，珠蛋白，血紅素，自身抗體，同種抗體和PNH克隆等檢查；骨髓造血功能衰竭性疾病的造血細胞質異常，如染色體、抗原表達、細胞周期、功能、基因等，以及淋巴細胞調控的檢查，造血系統腫瘤性疾病，和其他系統繼發貧血的原發病的檢查。
