1.外周血 与其他急性白血病不同，ATL病人一般可无贫血和血小板减少，即使有贫血及血小板减少者，程度也较轻，重度贫血和血小板减少者较少见。白细胞数常增高，尤其见于急性型和慢性型病人。淋巴细胞占10%～90%，淋巴细胞增多者亦主要见于急性和慢性型ATL病人。
2.骨髓象 淋巴细胞可少于30%，也可多于60%。见到多形核淋巴细胞是本病特征之一，约占外周血10%以上。细胞化学见PAS阳性，酸性磷酸酶阳性，TdT阴性，过氧化物酶阴性。
3.免疫表型 最常见的表型为CD4 CD8- ，但部分患者表现CD4 CD8-、CD4- CD8 或CD4 CD8- 等表型。ATL细胞常见复合表达为CD2 、CD3 、CD4 、CD8- 、CD25 。
4.细胞遗传学 ATL无单一突出的染色体易位，但有28%累及14号染色体上q32，15%累及q11。7号染色体三倍体、6q-、13q-、14q+、3p+也较为常见。
5.病毒学检查 用酶标免疫分析法或间接免疫荧光试验可检测抗HTLV-Ⅰ抗体;用RT-PCR方法可检测肿瘤细胞HTLV-Ⅰ病毒RNA表达，尤其HTLV原病毒DNA阳性对本病诊断意义较大;用PCR技术检测HTLV-Ⅰ前病毒负荷，有利于早期评估ATL瘤负荷。
6.生化检查 高钙血症、GOT、GPT、LDH、胆红素、碱性磷酸酶升高。
7.X射线 胸片可显示双肺有弥漫性浸润，骨髂X射线平片常有溶骨性损害。
8.B超 浅表淋巴结肿大，腹膜后淋巴结肿大、肝脾肿大者可提示。
9病理检查 淋巴结，皮肤活检可见ATL细胞浸润。