En la osteoporosis, no existen alteraciones de los análisis básicos que permitan hacer el diagnóstico.

Si bien, en teoría, la biopsia del hueso es la que permite el diagnóstico de certeza de osteoporosis, en la práctica habitual, se utilizan diversas técnicas radiológicas para el diagnóstico y el seguimiento de la evolución de la enfermedad y de la respuesta al tratamiento del paciente con osteoporosis, a destacar la densitometría. Las radiografías simples de los huesos afectados, que muestran osteoporosis cuando ésta ya está bastante avanzada, son más inespecíficas.

La DEXA (absorciometría radiológica con energía dual) se utiliza para medir la densidad ósea, en general, en columna vertebral, fémur proximal total o cuello femoral. Este estudio es diagnóstico para osteoporosis, predice el riesgo de fractura y puede utilizarse para seguir la respuesta al tratamiento. Los resultados de la DEXA se informan como puntaje T (T-score), que corresponde al número de desviaciones estándar en que difiere la densidad ósea del valor normal para una persona sana joven del mismo sexo y grupo étnico. Un resultado de DEXA >1 se define como osteopenia, y sugiere un mayor riesgo de osteoporosis. Un resultado de DEXA  >2,5 es diagnóstico de osteoporosis.

Se recomienda una DEXA de cribado a todas las mujeres >65 años, así como en mujeres de entre 50 y 65 años que tengan factores de riesgo de osteoporosis (antecedentes familiares de osteoporosis, antecedentes de fracturas por fragilidad y bajo peso corporal). Igualmente, se recomienda el cribado en personas de ambos sexos que presenten fracturas por fragilidad, incluso en jóvenes.

Una vez diagnosticada la osteoporosis, deberán buscarse causas de osteoporosis secundaria que puedan explicarla. Según las manifestaciones clínicas, será necesario considerar unos estudios u otros.