根據臨床表現，皮損特點，組織病理，組織化學和免疫組化的特征性即可診斷。
1、組織病理學檢查
主要在真皮內見致密血管周圍或彌漫性和融合性浸潤，常累及真皮下部和皮下組織。表皮除表皮突變平外，通常不被累及。在大多數病例中，浸潤周圍可見非典型性細胞游走于膠原纖維束間呈“一路縱隊”式排列。浸潤由不同大小皺褶狀或腎形核和嗜堿性胞漿的單形性腫瘤細胞構成。浸潤中常見具有深染和不規則形核的大的非典型性單核細胞。常見非典型核分裂象，但數目很少。少數顆粒細胞和滲出的紅細胞與腫瘤細胞混合存在。
2、組織化學和免疫組化檢查
大多數AMOL病例抗溶菌酶染色陽性。氯乙酸酯酶通常不見于AMOL。腫瘤細胞表達白細胞共同抗原，（CD45）和Leu22（CD43）。冰凍切片用顆粒細胞和單核細胞標志物1eu-M5（CD11c），KiM7（CD68），My7（CDl3），OKM14（CD14），ⅧM2（CD65）和MY9（CD33）染色，約85%的標本陽性。
