动脉硬化闭塞症的临床检查手段有多种，如果要确诊需要结合多种检查结果。
1、常规检查
心电图及超声心动检查可了解心功能情况，证实有无冠状动脉粥样硬化而导致心肌缺血，眼底检查可以直接观察有无眼底动脉硬化，并确定硬化程度和进展速度，进而明确头部缺血的程度，还可以作为评价治疗效果的指标。
X线平片可以发现有动脉钙化阴影，在腹主动脉或下肢动脉显示有不规则钙化斑点分布，在诊断上有特殊价值。
2、彩色超声多普勒检查
是近年广泛应用的无创检查方法，简便易行，能较好地显示局部的动脉病变。如管腔形态、内膜硬化斑块、血流状态等。目前还有连续扫描的超声血管造影，以显示整个动脉的走行和病变。
彩色超声多普勒也是术后随访监测移植血管的常用检查方法。但该检查方法须依靠有经验的检查人员方能得到满意的判定结果，对某些深在部位的血管显示困难。
3、动脉造影
是最精确的检查方法，也是目前诊断血管疾病的重要手段之一。它对于诊断动脉闭塞性疾病有着重要的价值。动脉造影不仅能清楚显示动脉的形态，明确动脉阻塞的部位，也能详细地了解阻塞部位远端血管以及侧支循环建立的情况，有助于确定外科治疗方案及估计手术预后。
然而，这毕竟是一种介入性检查方法，尤其是造影剂可能对肾功能不全的患者应用受限。因此，该方法多用于需要手术或经皮介入治疗的病人。目前动脉造影技术主要应用于血管外科手术前后，除应用于诊断血管疾病外，还可以借助造影法进行狭窄血管的扩张、血管栓塞、血管内支架等血管介入性治疗等。
4、行走试验
令患者在规定的时间内作一定速度的原地踏步，直到出现跛行时为止。根据肌肉酸痛、疲劳及紧固感所出现的部位和时间，可初步判断病灶的部位和严重程度。
5、患肢抬高及下垂试验
肢体抬高到水平以上1-2分钟，正常人足底保持粉红色，该病患者则足底变苍白。坐起，使肢体下垂，正常人足背静脉充盈时间Lo时，即表示有闭塞性病变。
彩色超声多普勒检查
可以直接显示血管管壁、管腔及血流，从而町以直接确定病变的位置及范围。在动脉粥样硬化的患者，动脉内壁可见大小不等、形态各异的强回声结节或斑块。
管腔与对侧或正常值比较，有不同程度的狭窄。由于动脉管腔阻塞超过其断面面积的75%才出现临床症状，所以该项检查有助于动脉硬化闭塞症的早期诊断。
光电容积描记(PPG)
能比较客观地反映指(趾)部动脉血管的弹性和血运情况。轻度时波形的切迹消失，加重后波峰变圆钝。升支曲线轻度弓向基线，降支轻度背离基线是中度异常，重度异常则是收缩波峰的进一步降低，直至最后波形变为直线。
6、血管造影
血管造影一直被作为ASO诊断的“金标准”，经腰部腹主动脉穿刺或经股动脉穿刺插管造影术可以提示动脉病灶的确切范围、是否为多发性以及动脉阻塞程度，也可了解侧支循环建立的情况，是制定手术方案所不可缺少的检查方法。
7、特殊检查
血浆内皮素、—氧化氮水平等血浆内皮细胞活性因子水平的检测对本病的诊断有一定的辅助作用。