Para el diagnóstico de la osteomalacia, se solicitan principalmente análisis de sangre y orina para determinar los niveles de vitamina D, que es una de las causas fundamentales de la enfermedad. Además de los análisis de sangre, se realizan pruebas de imagen como radiografías para evaluar la estructura ósea y la salud de los huesos. Asimismo, el médico puede solicitar exploraciones de densidad mineral ósea (DMO) para evaluar el contenido mineral y la densidad de los huesos. En casos mucho más raros, una biopsia ósea, que implica la toma de una muestra de tejido óseo, se encuentra entre los métodos utilizados para el diagnóstico de la osteomalacia.