1. 一般化驗檢查
（1）血常規
可見白細胞減少、貧血、血小板減少。
（2）尿常規
尿酮體常呈陽性，急性期顯著。
（3）血生化檢查
急性期常見高血氨、低血糖，血液乳酸增高。
（4）血氣分析
常有不同程度酸中毒，急性期嚴重。
2. 代謝分析
（1）血液氨基酸及酰基肉堿譜分析：患者血液丙酰肉堿、丙酰肉堿/游離肉堿和丙酰肉堿/乙酰肉堿比值升高，可伴甘氨酸升高。
（2）尿有機酸分析：患兒尿液中甲基枸櫞酸、3-羥基丙酸、丙酰甘氨酸顯著增加。
3.基因檢測
PCCA和PCCB基因突變分析是確診丙酸血癥的重要方法，明確基因診斷有助于攜帶者篩查和遺傳咨詢。
4.酶學檢查
通過皮膚成纖維細胞、外周血淋巴細胞丙酰輔酶A羧化酶活性檢測，可進一步明確診斷。
5.腦MRI或CT掃描
可了解中樞神經系統發育及受損情況，常見對稱性基底核損害、髓鞘發育延遲、腦萎縮等。