急性髓细胞白血病（AML）的诊断除了依靠临床表现外，辅助检查也是必不可少的确诊方法。常用的检查主要有：
1、外周血 白细胞可以正常、升高或减少，各占1/3的比例，但不论白细胞总数是多少，其中白血病胞占了85％。有10％～15％的AML病例患病时的外周血白细胞数超过100×109/L，即高白细胞症，多见于M4或M5型的患者，常伴肺部、中枢神经系统浸润。肿瘤溶解综合征和白细胞黏滞症，属高危型，预后差。极少数患者外周血白血病细胞大于30％，而骨髓中少于30％，未达到急性白血病诊断标准，称之为外周血型急性白血病。其中部分病例的骨髓白血病细胞数可能在随后的几个月内高，对这些患者尤其老年AML患者，在外周血血小板和粒细胞减少并具有明显危险性时(血小板<20×109/L，粒细胞<1×109/L)，可以暂缓化疗。
2、骨髓象 多数患者极度增生，正常造血细胞被白血病细胞取代；少数患者骨髓增生低下，但原始细胞仍在30％以上。白血病细胞常有形态异常和核，浆发育不平衡，如胞质内发现Auer小体，更有助于排除ALL而确诊为AML。有时可遇骨髓干抽现象，原因是白血病细胞极度积聚，致骨髓过分黏稠，或合并骨髓纤维化所致，此时须做骨髓活检确诊。
3、细胞化学染色 细胞化学染色可补充形态学的不足，在急性白血病的类型鉴别上起着重要作用，常用的细胞化学染色方法包括髓过氧化物酶染色(MPO)，苏丹黑B染色(SBB)等方法，必要时可做酯酶双染色和Phl(φ)小体等。根据上述方法，将FAB各型初步分类。
4、电镜检查 电镜检查通过观察细胞的超微结构，提高急性白血病形态学分类的正确性。急性粒细胞白血病、急性单核细胞白血病、急性淋巴细胞白血病和巨核细胞白血病的白细胞相互之间的鉴别，可借助电镜细胞化学染色来明确诊断。