1.血常規
血紅蛋白明顯降低，常低于80g/L；網織紅細胞數明顯增高；血小板減少，多低于50×10/L；白細胞數大多增高，可達（20～30）×10/L。血涂片可見紅細胞形態異常。抗人球蛋白試驗呈陰性。
2.尿常規
尿常規可見不同程度的血尿，嚴重溶血者可有血紅蛋白尿，亦可見蛋白尿、白細胞及管型。
3.血漿補體測定
多數患者可出現補體C3水平降低，C4水平多正常，但血漿C3水平正常不能排除非典型溶血性尿毒癥綜合征；部分患者有H因子或I因子水平降低、H因子抗體陽性。
4.肝功能檢查
肝功能檢查可見血清總膽紅素增高，乳酸脫氫酶及其同工酶均升高。
5.腎功能檢查
急性腎損傷少尿期可見血尿素氮、肌酐增高；部分患者腎功能持續不恢復，或逐漸進展至終末期腎臟病。
6.電解質測定
電解質測定可發現血鉀增高及代謝性酸中毒。
7凝血功能檢查
早期纖維蛋白原稍降低，纖維蛋白降解產物增加，凝血因子Ⅱ、Ⅷ、Ⅸ及Ⅹ減少，凝血酶原時間延長，一般數天內恢復正常。
8腎活檢
腎活檢表現為腎臟微血管病變、微血管栓塞，是確診和估計預后的依據之一。
9.基因檢測
非典型溶血性尿毒癥綜合征患者多有遺傳因素，基因檢測發現相關基因致病突變可以幫助診斷、了解病因和評估預后。