生育年齡女性有繼發性痛經且進行性加重、不孕或慢性盆腔痛，盆腔檢查捫及與子宮相連的囊性包塊或盆腔內有觸痛性結節，即可初步診斷為子宮內膜異位癥。但臨床上常需借助下列輔助檢查。經腹腔鏡檢查的盆腔可見病灶和病灶的活組織病理檢查是確診依據，但病理學檢查結果陰性并不能排除內異癥的診斷。
（1）影像學檢查 B型超聲檢查是診斷卵巢異位囊腫和膀胱、直腸內異癥的重要方法，可確定異位囊腫位置、大小和形狀，其診斷敏感性和特異性均在96％以上。囊腫呈圓形或橢圓形，與周圍特別與子宮粘連，囊壁厚而粗糙，囊內有細小的絮狀光點。因囊腫回聲圖像無特異性，不能單純依靠B型超聲圖像確診。盆腔CT及MRI對盆腔內異癥有診斷價值，但費用昂貴，不作為初選的診斷方法。
（2）血清CA125測定 血清CA125水平可能增高，重癥患者更為明顯，但變化范圍很大，臨床上多用于重度內異癥和疑有深部異位病灶者。在診斷早期內異癥時，腹腔液CA125值較血清值更有意義。但CA125在其他疾病如卵巢癌、盆腔炎性疾病中也可以出現增高，CA125水平用于監測異位內膜病變活動情況更有臨床價值，動態檢測CA125有助于評估療效和預測復發。
（3）腹腔鏡檢查 是目前國際公認的內異癥診斷的最佳方法，除了陰道或其他部位的直視可見的病變之外，腹腔鏡檢查是確診盆腔內異癥的標準方法。在腹腔鏡下見到大體病理所述典型病灶或可以病變進行活夠檢查即可確診。下列情況應首選腹腔鏡檢查：疑為內異癥的不孕癥患者，婦科檢查及B型超聲檢查無陽性發現的慢性腹痛及痛經進行性加重者，有癥狀特別是血清CA125水平升高者。只有在腹腔鏡檢查或剖腹探查直視下才能確定內異癥臨床分期。