1、細菌抑製試驗(Guthrie試驗)
此法是應用最早,最經濟實用的血苯丙氨酸半定量方法。
原理：枯草杆菌ATCC-6633的生長需要苯丙氨酸,如在含有苯丙氨酸拮抗劑
β-2噻吩丙氨酸培養基上,枯草杆菌不能生長,當放入血濾紙片標本時,血中的苯丙氨酸與培養基中的抑製劑相拮抗，使血濾紙片周圍出現明顯的細菌生長環,我們可以根據細菌生長環的大小,測定血濾紙片中苯丙氨酸濃度。 但如新生兒血清中苯丙氨酸濃度超過121.1—242.1μmol/L時，細菌仍可生長。
目前上海、北京等城市已用本法進行新生兒篩選，以期及早診斷苯丙酮尿症患者。
2.血液中苯丙氨酸測定
正常人血液中苯丙氨酸濃度為60～180μmol/L，PKU患者可高達600～3600μmol/L。
此方法是界定一個分界點，來衡量病人血液中苯丙氨酸的濃度。
(1)以258μmol/L為正常人與苯丙酮尿症患者的分界點，則有高達4%的假陽性。用色層析法則在生後幾天的新生兒中可出現假陰性。MS/MS(質譜)法可減少假陽性率，此方法可同時測定血苯丙氨酸和酪氨酸，並可計算苯丙氨酸/酷氨酸比值。
(2)如果以比值2.5為正常兒童與患者的分界點，則可將假陽性減少到1%。故目前多用此方法來篩選新生兒苯丙酮尿症。此方法還可用來篩選半乳糖血症、楓糖尿病、同型胱氨酸尿症和先天性甲狀腺功能減低症，一次檢查可以篩選多種先天性疾病。
3.尿液檢查
(1)尿三氯化鐵試驗與國產苯丙酮尿症快速診斷試紙試驗：若尿中如含苯丙酮酸則三氯化鐵試驗呈綠色，放置後退色;如尿中含尿黑酸、組氨酸或氯丙嗪代謝產物，亦可顯綠色而呈假陽性反應。
中國生產PKU試紙潤濕尿液後如呈藍綠色為陽性，並對根據色澤深淺與標準色板比較，估計尿中苯丙酮酸含量。
因血清苯丙氨酸濃度低於908—1210.6/μmol/L，尿中可無苯丙酮酸排泄，故新生兒期患者尿三氯化鐵及試紙試驗可呈陰性。
(2)2，4-硝基苯肼試驗:加入尿液產生黃色混濁沉澱則為陽性。
(3)尿檢易受其他因素影響，穩定性差，假陽性率高，易造成漏診，隻作為參考。
4.熒光光度測定法
利用此方法可以定量測定苯丙氨酸。
5.氨基酸層析法
可用手指或足跟血的一種較簡單的苯丙氨酸定量方法。
6.氨基酸分析法
采用氨基酸分析儀進行血氨基酸自動分析的一種定量方法。可以根據苯丙氨酸、酪氨酸等氨基酸定量以及支鏈與芳香族氨基酸的比例，對氨基酸代謝病進行鑒別診斷。氨基酸分析法在區分苯丙酮尿症類型及高苯丙氨酸血症鑒別上有很重要意義。
7.苯丙氨酸耐量試驗
口服苯丙氨酸100mg/kg,1-4小時後查血中苯丙氨酸,如含量增高,而酪氨酸含量降低可確診。
8.腦電圖(EEG)檢查
主要呈現棘慢波，偶見高波幅節律紊亂。隨年齡增長，EEG異常表現逐漸增多，至12歲後EEG異常才逐漸減少。
9..X線檢查
孕婦在懷孕期間檢查可見小頭畸形。
10.CT和MRI檢查
可發現彌漫性腦皮質萎縮等非特異性改變。
