Als artsen denken dat iemand AAT-deficiëntie heeft vanwege bepaalde ziekteverschijnselen, kunnen ze dit laten onderzoeken in het laboratorium. De eerste stap is een bloedonderzoek om de hoeveelheid alfa-1-antitrypsine in het bloed te bepalen. Bij de meest voorkomende vorm van AAT-deficiëntie is de hoeveelheid eiwit in het bloed maar 10-15% van de hoeveelheid die het bij gezonde personen is. 

Als er weinig alfa-1-antitrypsine in het bloed is gevonden, zijn er twee mogelijke vervolgonderzoeken om te bevestigen dat de patiënt AAT-deficiëntie heeft en om te bepalen welke vorm AAT-deficiëntie de patiënt heeft. Een mogelijk vervolgonderzoek bestaat uit het bepalen van de manier waarop alfa-1-antitrypsine verkeerd gevormd is. Daarnaast kunnen de onderzoekers ook met behulp van genetisch onderzoek de diagnose AAT-deficiëntie bevestigen en vaststellen welke afwijking in de genen van de patiënt zit. Tussen het optreden van de symptomen en het stellen van de diagnose kan wel een paar jaar zitten.
Prenataal onderzoek is mogelijk.