子宫内膜异位症的确诊，主要的依据就是根据症状、体征、影像学的检查、肿瘤标志物的检查以及腹腔镜的检查，子宫内膜异位症的主要的症状，就是生育期女性有继发性的痛经，而且有进行性加重、不孕或者是慢性盆腔痛，妇科检查可以触及与子宫相连的囊性的包块或者盆腔内有触痛性的结节，可以初步诊断为子宫内膜异症。
但是还要依靠辅助检查，经腹腔镜检查盆腔的可见病灶和病灶的活组织病理检查，是确诊的依据，但是如果病理学检查结果是阴性的，并不能排除子宫内膜异位症的诊断，对影像学检查，超声检查是诊断卵巢异位囊肿和膀胱直肠内膜异位症的重要方法，可以确定内膜异位囊肿的位置大小和形状，它的诊断的敏感性和特异性均在60%以上。
盆腔核磁检查和CT检查，对盆腔内膜异位症有诊断的价值，但是费用较贵，不作为初选的一种诊断的方法，因为肿瘤标注CA125检查，是一个重要参考的指标，血清检查水平可能升高，重症的内膜异位症，要明显一些。CA125因为在其他的疾病比如卵巢癌、盆腔炎症中也可以出现了升高，所以CA125诊断的敏感性比较低，不能作为独立的诊断依据，有助于监测病情的变化，评估疗效和预测复发。
人附睾蛋白4，也就是HE4，在内膜异位症中大都是正常的，但是可以用来作为和卵巢鉴别的一个指标。腹腔镜检查，是目前公认的内膜异位症的最佳的方法，腹腔镜下，可以见到大体病理描述的典型的病灶和可疑的病灶，进行活组织检查，来明确诊断。
