Анализ крови является важным показателем для раннего выявления гематологических нарушений, таких как аномально высокие лейкоциты; аномально низкие лейкоциты, тромбоциты, гемоглобин, эритроциты и гранулоциты, а также неудовлетворительное симптоматическое лечение, когда лейкемия должна насторожить. Аспирационная биопсия костного мозга является важным инструментом в диагностике лейкемии. В большинстве случаев наблюдается значительное увеличение количества ядросодержащих клеток, в основном лейкемических примитивных клеток, которые составляют более 30% неэритроцитов, тогда как более зрелые клетки промежуточной стадии отсутствуют, и остается небольшое количество зрелых гранулоцитов, образуя так называемый феномен «фиссуры». Происходит уменьшение нормальных молодых эритроцитов и мегакариоцитов. Приблизительно в 10% случаев острого АМЛ наблюдается гипопролиферативный костный мозг, называемый гипопролиферативным острым лейкозом. Хотя костный мозг является гипопролиферативным, лейкемические примитивные клетки все еще составляют более 30% неэритроидных клеток. Везикулы Ауэра полезны при дифференциации острого моноцитарного лейкоза и острого гранулоцитарного лейкоза от острого негонорейного лейкоза. Цитохимические тесты могут определить тип лейкемии; клеточные иммунологические тесты могут отличить острую лейкемию от неострой; хромосомные и генетические тесты могут быть полезны при лечении лейкемии; биохимические и коагуляционные тесты крови могут быть полезны при диагностике и лечении лейкемии.