(一)实验室检查
1、继发感染者，可有外周血象白细胞计数和中性粒细胞的显著增高。
2、脑脊液检查。可见脑脊液压力增高，颅内感染时脑脊液白细胞计数可显著增高。
3、内分泌功能试验。内分泌改变者，下丘脑-垂体功能检查结果可有异常发现。
原发性空鞍患者垂体激素的血浓度大多正常，即使作垂体激素的兴奋试验，多数患者也基本正常。但Bianconcini等对71例原发性空鞍综合征作了全面和详尽的垂体激素测定，包括垂体贮备功能的兴奋及抑制试验。结果显示，50.7%的患者存在1种或多种内分泌异常，其中催乳素增高占14%，腺垂体功能减退占10.4%，性腺机能减退7%，尿崩症2.8%，ACTH增高1.4%，生长激素降低15.4%，垂体腺瘤8.4%。
有学者曾对10例重症原发性空鞍作垂体-靶腺体动力学试验，其中腺垂体叶机能减退、催乳素增高(然CT扫描无微腺瘤迹象)、生长激素缺乏、促性腺激素降低及ACTH降低各1例。5例显示垂体贮备功能正常，其中1例绝经后妇女的促性腺激素仍然增高。1例胰岛素-低血糖兴奋试验显示生长激素呈弱反应，然该例明显肥胖，而正常人单纯性肥胖的生长激素也可呈弱反应。因此，空鞍综合征仍宜定期随访内分泌功能。
(二)影像学检查
根据病史及有限临床症状可拟诊为ESS但确诊有赖于影像学检查。
X线检查头颅平片，多表现为蝶鞍增大。气脑造影和CT颅脑扫描对本病征诊断有确切帮助,可发现气体自由进入鞍内并可见液平这是本病征的主要诊断依据。儿童病例X线骨骼检查可发现畸形。
1、X线检查 蝶鞍平片和体层摄片(典型形态改变占75%)，如：
(1)变形：侧位片示蝶鞍扩大，蝶窦发育不良时，鞍深径增大呈卵圆形。蝶窦发育良好时，鞍扩大呈矩形。正位片示鞍底呈均匀对称下陷呈凹形。
(2)鞍底骨质变化：侧位片上，空蝶鞍时鞍底骨质均匀性增厚，而垂体腺瘤时则鞍底骨质变薄。
2、同位素脑池造影，惟有发生脑脊液鼻漏者才有需要进行此检查。
3、气脑造影(PEG) 显示鞍内有气体充盈，偶见垂体呈新月形影被推挤在蝶鞍后下部。
4、颈动脉造影，未能显现有鞍内肿瘤向鞍上扩展的情况，有助于否定垂体腺瘤的存在。
5、CT扫描及磁共振成像。高分辨力的CT冠状位扫描或磁共振成像能迅速而又无创伤地作出诊断。典型图像示鞍窝扩大，垂体萎缩变形，被充满与鞍上池同样低密度的脑脊液取代。若作造影剂强化直接冠状位CT扫描，则未见增强。重症患者垂体严重受压，被推移至后下方呈薄片状，垂体柄可深达鞍底，形成特征性的“漏斗征”(infundibulum)。
6、部分性或完全性空泡蝶鞍的CT诊断标准, 目前尚有争议。
Krysick依据106例下丘脑-垂体-卵巢轴功能缺陷的妇女，经CT测定垂体容积及凹入鞍内的蝶网膜疝的结果，提出垂体容积150mm3的影像改变可作为完全性空蝶鞍的诊断标准。