根据临床表现结合发病年龄、喂养史及血象特点可作出诊断。血红蛋白量比红细胞数降低明显及红细胞的形态改变对诊断意义较大。

诊断本病一般不需做骨髓检查。如临床表现不典型时可试用铁剂治疗，如给药后网织红细胞升高、贫血改善，则有助于诊断。必要时可做骨髓检查(包括铁粒幼红细胞和含铁血黄素普鲁氏蓝染色检查)，以及血清铁含量，血清铁结合力等铁代谢检查。诊断明确后还应进一步找出发病原因(如有无食物过敏、肠道慢性失血、寄生虫病等)，以便对因治疗。

地中海贫血、铁粒幼细胞贫血、肺含铁血黄素沉着症、维生素B6缺乏性贫血、铅中毒、慢性感染、慢性消耗性疾病、遗传性小细胞性贫血等也表现为小细胞低色素性贫血，但相对少见，可根据各病的特点加以鉴别。