根据病史、症状、小细胞低色素性贫血、骨髓红系统增生、细胞外铁消失、细胞内铁减少或消失、血清铁蛋白减少、血清铁降低、总铁结合力增高、铁饱和度下降等。缺铁性贫血诊断不难。但确诊后必须查明缺铁原因，并需与下列疾病鉴别：
一、慢性感染所致的贫血
一般为正细胞正色性贫血，但亦可为轻度低色性。血清铁也是低的，但血清总铁结合力不增高反而降低，由于铁的利用不良，铁粒幼细胞亦可明显减少(但不完全消失)，但由于贮存铁增多，骨髓含铁血黄素颗粒明显增多，一般可查出明确的感染灶，如呼吸道、泌尿道感染、骨髓炎、盆腔炎、结核病、真菌感染等。
二、海洋性贫血
是由于构成血红蛋白的珠蛋白肽链合成减少所致，有家族史，为不同程度的小细胞低色素性贫血，血片中见较多靶形细胞，血清铁、骨髓含铁血黄素和铁粒幼细胞都明显增多，血红蛋白电泳异常。
三、铁粒幼细胞性贫血
是由于幼红细胞线粒体内酶的缺乏，铁利用不良，不能合成血红素，因而有血红蛋白合成障碍，所以也有低色素性贫血，但血清铁增加，总铁结合力降低，骨髓内含铁血黄素和铁粒幼细胞都明显增多，并出现特殊的环形铁粒幼细胞，有诊断意义。