1.血液改變
血紅蛋白下降明顯，可低至30～50g/L，末梢血網織紅細胞明顯增高，血涂片可見紅細胞形態異常，呈三角形、芒刺形、盔甲形及紅細胞碎片等。外周血白細胞數大多增高，可達（20～30）×109/L。血小板減少見于90%的患兒，可低至10×109/L，持續1～2周后逐漸升高。骨髓檢查見巨核細胞數目增多、形態正常，未能測出血小板抗體，Coomb試驗陰性。
2.凝血與纖溶
早期纖維蛋白原稍降低、纖維蛋白降解產物增加，因子Ⅱ、Ⅷ、Ⅸ及Ⅹ減少，凝血酶原時間延長，一般數天內恢復正常，后期纖維蛋白原略升高。彌散性血管內凝血（DIC）表現罕見。
3.血液生化改變
血清總膽紅素增高，以間接膽紅素升高為主，血漿結合珠蛋白降低，血漿乳酸脫氫酶（LDH）及其同功酶（丙酮酸脫氫酶）均升高。超氧化物歧化酶（SOD）降低及紅細胞膜脂質過氧化物丙二醛（MDA）增高提示自身紅細胞抗氧化能力降低。少尿期有血尿素氮、肌酐增高，血鉀增高等電解質紊亂及代謝性酸中毒，血尿酸增高。
4.尿常規
可見不同程度的血尿、紅細胞碎片，嚴重溶血者可有血紅蛋白尿，還可有不同程度的蛋白尿、白細胞及管型。
5.腎組織活檢
有助于明確診斷并估計預后，因為急性期有血小板減少和出血傾向，宜在急性期后病情緩解時進行。腎臟病理表現為腎臟微血管病變、微血管栓塞。