诊断
骨关节炎的诊断一般是基于临床表现和体征。由于该病不是一个系统性疾病，因此血清学检查只是用于排出其他的风湿性疾病。X线平片检查是最重要的手段。典型的X线表现包括骨赘形成、关节间隙变窄、软骨下骨质硬化和囊腔形成。
在某些关节，例如膝关节可以在负重位置时拍片，从而观察到关节间隙缩窄的情况。可有严重的关节液贮积。典型的滑膜积液常呈清亮或淡黄色，中度～重度黏稠，白细胞数常少于3000/mm3（非感染性），也可见其他成分（如关节软骨片断或含钙的结晶等）。
实验室检查
本病无特异的实验室指标。大部分血沉正常、反应蛋白不增高、类风湿因子和自身抗体阴性。关节液黄色或草黄色、黏度正常、凝固试验正常、白细胞数低于2×10E9/L、糖含量很少低于血糖水平的50%。据此可与自身免疫性关节病鉴别。血沉一般正常，但要注意血沉有随年龄而增加的趋势。
老年病人发现血沉中度增快，不一定表示是类风湿关节炎。但如一个有广泛僵硬和关节炎的病人血沉突然增快，有可能表示病人患有。由于十分普遍，常发生在已有的病人。如果指间关节的开始伴有发炎的症状和体征。并引起强直，很可能是。反之，在自然过程的晚期也可以发生。如果同时发生利尿剂导致的高尿酸血症，软骨钙化，就更造成诊断上的困难。
其他辅助检查
影像检查对本病的诊断十分重要。X线表现主要为关节间隙狭窄，软骨下骨质硬化及囊性变，关节边缘骨赘形成，关节面萎陷、变形和关节半脱位等。MRI可示早期软骨、半月板等关节结构的病变，有利于早期诊断。CT用于椎间盘病的诊断，优于X线。关节间隙变窄，软骨下骨硬化，边缘性骨刺脊椎关节连成骨桥。亦可见骨囊肿以及畸形。
如发现这些变化可作为诊断的依据和估计关节损伤的程度。但放射学改变的程度不一定与临床表现完全一致。一般在早期没有或很少有症状，只在继发炎症、疼痛或影响关节的活动时，此时，关节损伤发生已久。疼痛在个别病人亦可出现于放射学改变之前。一般常常用放射学改变解释临床症状，例如用脊椎变化解释背痛。事实上，背痛多半是精神、情绪紧张等因素引起的，与病变关系不大。