1.X線檢查
是確診的主要依據，有時甚至不需要其他的影像學手段即可做出明確的診斷。股骨頭的X線斷層掃描對發現早期病變，特別是對新月征的檢查有重要價值，因此對已有早期有股骨頭缺血壞死者，可做X線斷層檢查。
2.CT檢查
CT較X線片可以早期發現微小的病灶和鑒別是否有骨塌陷存在及其延伸的范圍，從而為手術或治療方案的選擇提供信息。骨壞死早期，在股骨頭內，初級壓力骨小梁和初級張力骨小梁的內側部分相結合形成一個明顯的骨密度增強區，在軸位像上呈現為放射狀的影像，稱之為星狀征，是早期骨壞死的診斷依據。晚期軸位CT掃描中可見中間或邊緣的局限的環形的密度減低區。CT掃描所顯示的三維圖像，可為評價股骨頭缺血性壞死的程度提供較準確的資料。
3.磁共振成像（MRI）
磁共振成像是一種有效的非創傷性的早期診斷方法，它對骨壞死有明顯的敏感性和特異性，較CT更能早期發現病變，能區分正常的、壞死的骨質和骨髓，以及修復區帶，T1和T2加權像中壞死的骨質與骨髓都有高信號強度，而關節軟骨下骨質表現為黑暗的條紋，形成有波狀或鋸齒狀圖形。
6.病理組織檢查
只限于手術病例，骨壞死的病理診斷依據是骨髓纖維化，脂肪細胞壞死，骨小梁壞死，還有一些修復所見，如微血管再生及肉芽組織。
