골감소증의 진단은 보통 골밀도 검사를 통하여 시행합니다. 이중에너지 X선 흡수 계측법 (Dual energy X-ray absorptiometry; DXA)이 대부분의 병원에서 이용되는 표준화된 방법으로 대퇴골과 척추의 골밀도를 측정합니다. 그 외에도 정량적 컴퓨터 단층촬영법 (QCT), 초음파 등의 여러 방법으로 골감소증을 진단할 수 있습니다. 또한 뼈의 건강한 상태를 일부 평가할 수 있는 생화학적 골 표지자를 측정하여 뼈의 교체율을 측정할 수 있습니다. 만약 젊은 남자 환자에서 골감소증이 진단되었고 지속적으로 골밀도가 감소하는 소견을 보인다면 다른 질환에 의한 골감소가 아닌지 갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬, 성호르몬 및 부신피질 호르몬을 측정해 볼 필요가 있습니다.
진단은 폐경 후 여성과 50세 이상 남성은 같은 인종과 성별의 젊은 사람의 평균 골밀도에서 위, 아래 표준편차를 나타내는 T-값을 기준으로 -2.5에서 -1.0 사이일 때 골감소증을 진단하게 됩니다. (정상 : T-값≥-1.0, 골다공증 : T-값≥-2.5) 폐경 전 여성과 50세 이전의 남성은 같은 성별, 연령대의 평균치와 비교한 Z-값을 기준으로 -2.0 이하일 때 “연령에 비해 낮은 골밀도 또는 연령기대치 이하”라고 진단하며 -2.0 보다 높을 시 “연령기대치 내에 있다”라 정의합니다. 일반적으로 1 표준편차는 골밀도의 10-12%의 차이를 의미합니다.