การศึกษาในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับเซลล์เม็ดเลือดที่มีคุณค่าอย่างยิ่งในการวินิจฉัยโรค ได้แก่ (1) การกำหนดจำนวนและลักษณะของเซลล์เม็ดเลือดแดง (เช่น การมีอยู่ของภาวะโลหิตจางหรือภาวะถุงน้ำเกิน) (2) การศึกษาจำนวนและสัดส่วนของชนิดเซลล์เม็ดเลือดขาว และ (3) การแจกแจงเกล็ดเลือดและการศึกษากระบวนการแข็งตัวของเลือด การตรวจสอบฟิล์มของเลือดที่แห้งบนกระจกสไลด์ด้วยกล้องจุลทรรศน์และย้อมด้วยสีอะนิลีนทำให้สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงของขนาดและสี รวมถึงความผิดปกติอื่นๆ วิตามินเม็ดเลือด ของเซลล์เม็ดเลือดแดงแต่ละเซลล์ และยังช่วยให้สามารถตรวจเซลล์สีขาวและเกล็ดเลือดได้อีกด้วย บางครั้งจำเป็นต้องตรวจไขกระดูกหรือต่อมน้ำเหลืองด้วยกล้องจุลทรรศน์ และการตรวจเอ็กซ์เรย์อาจจำเป็นสำหรับการตรวจหาการขยายตัวของอวัยวะหรือต่อมน้ำเหลืองหรือความผิดปกติของกระดูก กรณีที่ผิดปกติมากกว่านี้อาจต้องมีการตรวจเพิ่มเติม เช่น ขั้นตอนพิเศษทางซีรั่ม (เกี่ยวกับซีรั่ม) หรือทางชีวเคมี หรือการวัดต่างๆ โดยใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเพื่อร่างอวัยวะหรือหาปริมาณเลือด