脆性X染色體的臨床表現多種多樣，性格、心理及精神方面的改變也不完全相同，況且有的病例的臨床癥狀并不十分典型，單靠臨床表現很難做出診斷，實驗室檢查不僅為及早明確診斷提供了可靠的依據，還可以進行攜帶者的診斷和產前診斷，及家系調查和群體普查。
以細胞學技術檢測X脆性位點是一種形態學的檢測方法，但準確性和敏感性不是很高。基因檢測雖然是診斷FXS的主要手段，但是基因檢測不能完全替代染色體檢測，因為隨著研究的深入，發現脆性X染色體不僅只是與脆性部位FRAXA有關，而且與原來認為是普通脆性部位的FRAXE也相關。近來又發現FRAXF部位似乎也與脆性X染色體有關，而目前只能檢測與FRAXA相關的FMR-Ⅰ基因的突變，所以只進行基因檢測容易漏診。
DNA印跡技術可以檢測出前突變，嵌合體，全突變及大片段的缺失，但對較小片段的前突變和缺失則效果較差，PCR則適合于檢測重復數小的前突變，但不能檢測甲基化。
