Рентгенологическое исследование является наиболее распространенным и основным методом диагностики. Поскольку головка бедренной кости представляет собой сферическую структуру, обычно требуется сделать двойную ортогональную рентгенограмму бедра. Динамическая рентгенограмма также может показать регресс некроза и судить об эффекте лечения. МРТ в настоящее время является наиболее чувствительным и точным методом диагностики некроза головки бедренной кости и считается «золотым стандартом» диагностики. Она может не только выявить ранний некроз головки бедренной кости, даже если у пациента нет симптомов, но и более точно определить степень некроза, состояние восстановления после некроза, а также отразить многие изменения, которые невозможно показать на рентгеновских снимках, например, наличие отека в костном мозге и наличие жидкости в полости сустава. Кроме того, МРТ можно считать неинвазивным тестом, поскольку при нем отсутствует рентгеновское излучение. Недостатком является то, что она дороже рентгеновских лучей, и не подходит при наличии металла в организме. КТ особенно чувствительна к костной ткани и может обнаружить даже малейший коллапс головки бедренной кости, поэтому ее можно считать хорошим инструментом для выявления раннего коллапса головки бедренной кости. Изотопное или нуклидное сканирование (ЭКТ) используется для определения изменений в кровообращении путем выявления различий в степени накопления радиоактивных элементов в различных тканях организма. При типичном ЭКТ некроза головки бедренной кости можно обнаружить снижение концентрации радиоактивных элементов в головке бедра, что указывает на снижение кровоснабжения головки бедра. Хотя ЭСТ не так чувствительна, как МРТ, в диагностике некроза головки бедренной кости, она может иметь особое значение, когда наличие металла в организме делает МРТ неприемлемой, или при понимании множественных ранних некрозов по всему телу.