O diagnóstico laboratorial da esferocitose hereditária é realizado por meio da análise morfológica dos esferócitos e microesferócitos em sangue periférico, presente em 70% dos casos, do aumento da concentração de hemoglobina corpuscular média (CHCM) e da realização da curva de fragilidade osmótica (CFO) com aumento da resistência osmótica.

Na ausência de perda sanguínea, o diagnóstico inicial de anemia hemolítica, além do aumento dos níveis de bilirrubina indireta (BI) e da lactatodesidrogenase (LDH), é sugerido por reticulocitose e policromasia no sangue periférico.

A condição associada a aumento dos níveis de hemoglobina fetal (Hb F), realizado pela técnica de eletroforese de hemoglobina, é a talassemia-alfa.

Um paciente com dosagem de ferro sérico, ferritina, saturação de transferrina e capacidade de combinação total de ferro diminuídos trata-se provavelmente de anemia por deficiência de ferro.

Anemia hipocrômica e microcítica pode ser encontrada na anemia falciforme. O portador da anemia falciforme apresenta diminuição da quantidade de cadeias globínicas sintetizadas e compensa essa deficiência com a produção de hemoglobina A₂. A eletroforese de hemoglobina evidenciará a presença de HbSS.