1、外周血
與其他急性白血病不同，ATL病人一般可無貧血和血小板減少，即使有貧血及血小板減少者，程度也較輕，重度貧血和血小板減少者較少見。白細胞數常增高，尤其見于急性型和慢性型病人。淋巴細胞占10%～90%，淋巴細胞增多者亦主要見于急性和慢性型ATL病人。
2、骨髓象
淋巴細胞可少于30%，也可多于60%。見到多形核淋巴細胞是本病特征之一，約占外周血10%以上。細胞化學見PAS陽性，酸性磷酸酶陽性，TdT陰性，過氧化物酶陰性。
3、免疫表型
最常見的表型為CD4 CD8 -，但部分患者表現CD4 CD8-、CD4 -CD8 或CD4 CD8 -等表型。ATL細胞常見復合表達為CD2 、CD3 、CD4 、CD8 -、CD25 。
4、細胞遺傳學
ATL無單一突出的染色體易位，但有28%累及14號染色體上q32，15%累及q11。7號染色體三倍體、6q-、13q-、14q+、3p+也較為常見。
5、病毒學檢查
用酶標免疫分析法或間接免疫熒光試驗可檢測抗HTLV-Ⅰ抗體；用RT-PCR方法可檢測腫瘤細胞HTLV-Ⅰ病毒RNA表達，尤其HTLV原病毒DNA陽性對本病診斷意義較大；用PCR技術檢測HTLV-Ⅰ前病毒負荷，有利于早期評估ATL瘤負荷。
6、生化檢查
高鈣血癥、GOT、GPT、LDH、膽紅素、堿性磷酸酶升高。