骨关节炎的诊断需通过病史采集了解症状表现、发病相关因素等；体格检查观察关节外观、活动度及压痛等；影像学检查包括X线、MRI、超声，X线可看典型表现，MRI能更早发现软组织病变，超声可看关节腔积液等；实验室检查有血常规、CRP、关节液检查等，儿童、女性、特定劳动运动人群有其特殊需注意方面。
体格检查
关节外观：观察关节是否有肿胀、畸形等情况。比如膝关节骨关节炎可能出现膝关节肿胀、内翻或外翻畸形。
关节活动度：检查关节的屈伸、旋转等活动范围是否受限。例如，手指骨关节炎患者手指关节活动可能不灵活，活动范围减小。
压痛：按压关节周围，判断是否有压痛及压痛的具体部位。如髋关节骨关节炎患者髋关节周围可能有压痛。
影像学检查
X线检查：是骨关节炎诊断的常用方法。可发现关节间隙变窄、关节边缘骨质增生（骨赘形成）、软骨下骨硬化和囊性变等典型表现。随着骨关节炎病情进展，X线表现会逐渐明显，通过X线能初步评估关节病变的严重程度。不同关节的骨关节炎在X线上有相应特征，如膝关节X线可见关节间隙变窄，股骨髁和胫骨平台边缘骨赘形成。
磁共振成像（MRI）：能更早发现关节软骨、半月板、韧带等软组织结构的病变。对于早期骨关节炎，MRI可显示关节软骨的磨损、变性等情况，但费用相对较高，一般在X线检查不能明确诊断时考虑使用。例如，能清晰看到膝关节半月板的损伤及关节软骨的细微病变。
超声检查：可用于观察关节腔积液、滑膜增生等情况，对一些外周关节的骨关节炎诊断有一定帮助，尤其在检测关节积液方面较为敏感。比如能发现膝关节腔少量积液等情况。
实验室检查
血常规：一般无特异性改变，在骨关节炎急性发作时，可能有白细胞轻度升高、血沉增快等，但这些指标也可见于其他炎症性疾病。
C反应蛋白（CRP）：在骨关节炎炎症活动期可能升高，但升高程度一般不如类风湿关节炎明显。
关节液检查：抽取关节液进行检查，可发现关节液黏稠度降低，白细胞计数轻度升高，主要为单核细胞等。对于一些不典型的骨关节炎病例，关节液检查有助于与其他关节疾病鉴别。例如，感染性关节炎的关节液有不同表现，可通过关节液检查进行区分。
对于儿童骨关节炎，除了上述一般检查外，还需特别注意是否有先天性发育异常等情况，详细询问出生史等；对于女性患者，要考虑妊娠、更年期等因素对骨关节炎发病的影响；对于有长期重体力劳动或剧烈运动史的人群，需重点评估关节劳损情况对骨关节炎的影响。
