骨粗しょう症の診断は骨量測定だけではなく、問診や圧迫骨折骨があるか、もし痛みがある場合は、骨粗しょう症が関係しているかなど、胸椎と腰椎のエックス線を使って検査します。また、骨が壊され・作られる状態を、血液や尿の検査で調べる骨代謝マーカーという診断方法もあります。エックス線や骨代謝マーカーでは、骨粗しょう症以外の病気が潜んでいないかどうかなども診断していきます。
問診では症状・これまでの痛みの出方・どのような治療を受けてきたか・家族に骨粗しょう症で骨折した人がいるか・どのような薬を使用しているか・副腎皮質ホルモンのステロイドを使用しているかなどを聞いていきます。このステロイドという薬は、リウマチや皮膚病、喘息、神経の病気などに効果的に使われていますが、副作用として骨が弱くなるともいわれています。そのため、ステロイドを飲んでいる人の骨量検査では、通常の場合より10％厳しく判断するということが、ガイドラインで定められています。つまり、通常70％以上の骨量で診断する骨粗しょう症を80％以上がクリアと考え、80％以下の場合はステロイド性の骨粗しょう症と診断します。
骨量検査には、健康診断でよく行われている、手のひらのエックス線写真を撮り、人差し指の付け根の骨（第二中手骨）を調べる「MD法」の他、かかとや手、背骨をレトゲンや超音波で調べる方法などが取られています。
手足の先の骨は皮質骨が多く、海綿骨が少ないため、加齢や閉経による変化を受けにくい場所です。背骨よりも骨量がゆっくりと減るため、手足の末梢骨の検査では骨粗しょう症ではないと診断されたにもかかわらず、背骨の検査で骨粗しょう症と診断されるケースがあります。
全身の骨量をより正確に測る方法に「DXA法（デキサ法）」というのがあります。これは、横になり、短時間で腰椎や大腿骨の他、前腕骨などを含めた全身の骨量が測定できる最も有効な測定方法であるといえます。大型のDXA法の装置はどこにでもある機械ではないのが難点ですが、精密検査には欠かせない装置といえます。