1.血氨增加:血氨常为本病234.8～587μmol/L(400～1000μg/dl)，正常值为27～82μmol/L(46～139μg/dl)，高氨血症昏迷时，血氨可高达352.2～1526.2μmol/L(600～2600μg/dl)。
氨基酸定量分析：检查血尿氨基酸，确定是否有特异性增加。应特别注意定量分析谷氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、瓜氨酸、精氨酸和精氨酰琥珀尿，以区分尿素循环的酶缺陷。
3、蛋白负荷试验：尿素循环紊乱时，对蛋白质食物不耐受，可进行临床诊断和杂合子检测的蛋白质负荷试验，早餐自然进食，给予蛋白质1g/kg，观察血氨和血液、尿氨基酸和乳清酸的变化，每2小时测量一次，共3次。
4.测血葡萄糖:血气分析，尿液中有机酸：尿素循环障碍常伴有呼吸性碱中毒，有机酸尿症常伴有高氨血症，但与尿素循环疾病不同，由于血糖降低，代谢性酸中毒，尿液中排出特殊有机酸。
5.酶活性测定:氨甲酰磷酸合成酶(CPS)缺乏活性引起的高氨血症需要通过皮肤进行肝活检来确定CPS鸟氨酸氨甲酰氨甲酰转移酶(OTC)缺乏诊断也需要测量肝细胞OTC活性、瓜氨酸血症的诊断应测量氨基琥珀酸合成酶(AS)是否缺乏活性，此时肝细胞或皮肤成纤维细胞酶、精氨基琥珀酸尿症、肝细胞、外周红细胞、皮肤成纤维细胞精氨基琥珀酸裂解酶(AL)当涉嫌精氨酸血症时，应测量肝、红细胞、白细胞精氨酸酶的活性。
6.基因分析：可采用分子遗传学方法DNA诊断的有OTC缺乏和CPS缺乏。
7.产前诊断:基因分析羊水细胞或绒毛可以早期诊断OTC可以诊断缺乏测量羊水细胞或绒毛的酶活性AL缺乏和AS缺乏；羊水中特殊氨基酸水平的测量，有助于诊断。
8.杂合子检测:蛋白负荷试验、基因分析或酶活性试验可根据家庭分析进行。
