急性下肢靜脈血栓形成的診斷往往不困難。產后、骨折及創傷、手術后的病人，若出現肢體疼痛、腫脹、淺靜脈怒張，應考慮本病的可能。診斷有困難時，可行靜脈壓測量及靜脈造影術，放射性核素下肢靜脈造影有助于診斷，且較安全。多普勒超聲血流探測儀可用以檢查髂外、股靜脈的血栓形成，對肌肉深層或盆腔內的靜脈血栓的檢查不準確。125I標記人體纖維蛋白原試驗對診斷新鮮的肌肉深層的小腿靜脈血栓形成最有價值，若能連續檢查數天，準確率可達85%以上。
對疼痛不顯著，肢體腫脹明顯者，應當注意與淋巴水腫鑒別，后者病程緩慢，皮膚增厚,無淺靜脈曲張,臥床抬高肢體后，腫脹消退不明顯。
根據血栓發生部位不同可分為兩大類。
1.淺靜脈血栓形成：常累及大隱靜脈或小隱靜脈或其屬支，多發生于靜脈曲張的基礎上，主要特征是血栓形成部位疼痛，外表可見淺靜脈有一發紅，低熱的索狀物，有觸痛，周圍紅腫，其栓子不易脫落，一般不會引起肺動脈栓塞，另外，遷徙性淺靜脈血栓形成往往是癌癥的一個提示性癥狀。
2.深靜脈血栓形成：按其部位和病情不同可分為以下2種。
(1)小腿深靜脈血栓形成：常發生于小腿部深靜脈，如脛后靜脈和腓靜脈等，多見于臥床少動的患者，常在手術后第2周發生，左側下肢最常見，特征性表現為小腿腓部肌肉疼痛和壓痛，活動后感嚴重抽痛，且足背屈時更甚，全身癥狀不顯著，檢查時可有Homan征，即小腿伸直，足向背屈，腓腸肌內病變靜脈受牽引而發生疼痛，還可出現腓腸肌周徑較健側增粗5cm以上。
(2)髂，股靜脈血栓形成：可繼發于小腿靜脈血栓形成，但多原發于髂股靜脈，常見于產后，起病急驟，患肢嚴重彌漫性水腫，皮膚溫度升高或略發紺，淺靜脈擴張，有難以耐受的大腿內側疼痛和沿靜脈特別是股三角區的顯著壓痛，全身癥狀不重。