尽管根据不孕症的定义很容易判断某个妇女患有不孕症，但要进一步查明具体引起不孕症的病因环节，为临床治疗对症下药，药到病除提供依据，还是不孕症诊断中的难点问题。有时查到其中一个原因对症治疗，但仍未能达到受孕的效果，进一步检查才发现更隐匿的原因还存在；有的不孕夫妇各项检查均正常，但终难受孕，直到放弃治疗，领养了义子，不知不觉中又喜怀身孕，原来是精神紧张而引起了精神性不孕。因此，查明原因，明确诊断是对症治疗不孕症的关键问题，也是难点问题。临床诊断中，除了在四诊的基础上，结合妇女的生理病理特点，进行八纲辨证和脏腑辨证外，还需从多层次、多侧面、多因素寻找并评价各种致病原因，为治疗提供有效的依据。
预测排卵的方法很多，但都有一定的局限性，多种方法联合应用，优势互补，方能更加准确地预测排卵。其中基础体温测定及黄体中期孕酮测定是回顾性的，即排卵后基础体温才上升，孕酮才升高。尿黄体生成素峰值测定及超声波卵泡监测，可在排卵前预计排卵发生的时间，因而在治疗上更为有用。一般在黄体生成素峰值后24个小时可出现排卵。超声波监测排卵，除了能直观地了解卵泡发育并诊断排卵外，特别对黄素化未破裂卵泡综合征能直接观察，但B超往往不能了解卵泡的内分泌功能。宫颈评分，只能反映雌激素水平，但对是否真正排卵尚不能确诊。在排卵障碍的诊治中最值得一提的是，妇科腹腔镜的应用。腹腔镜检查最为可靠。排卵发生后4天行腹腔镜检查，可见典型的排卵三联征表现：卵巢排卵斑：多位于新鲜血体中央的卵巢表面，排卵不久的排卵斑形状如火山状或鱼口状，中央凹陷，外周隆起，可见血液从洞口溢出；排卵后稍久，排卵口表面覆盖1层半透明状薄膜，洞口缩小而外周变平坦，如同高尔夫球洞口状。血体形成：血体多在卵巢表面，直径1.0～1.5厘米大小，排卵斑多位于血体中央。血性腹腔液：有排卵斑及血体者，其子宫直肠窝及膀胱侧窝多能见到血性腹腔液，其血性程度随排卵长短而异，刚排卵不久均呈血性，稍久成脓血水样，时间再长些则呈淡血水样。排卵的典型三联征是检查是否排卵的金指标，妇科腹腔镜检查可为不孕症诊断获得更多信息，许多医院把腹腔镜列为常规检查项目，并可于排卵后不久进行。排卵后，尚可吸取腹腔液作性激素检查，并与血清中性激素含量作对比，以辅助诊断排卵之有无。正常排卵后，含高浓度性激素的卵泡液进入腹膜腔，使性激素含量升高，尤其是雌激素含量，腹腔中雌激素浓度越高，说明其卵泡质量越好，妊娠率越高。
子宫输卵管造影和腹腔镜检查均为不孕症的主要检查方法，文献报道，有两种方法对输卵管检查的符合率为46%～89%。在子宫输卵管造影中误诊为输卵管症侧端阻塞，与多子宫角部的痉挛性收缩有关，多因输卵管造影剂的黏稠度美蓝为高所致。用子宫输卵管造影来检查宫腔情况的准确性较高，故可用于筛选子宫异常的患者，而腹腔镜检查，不仅可确诊输卵管是否通畅，还可发现影响生育的其他病理情况，如子宫内膜异位症和粘连等。
通过腹腔镜检查，可以发现其他检查所不能发现的宫腔内病变，如子宫黏膜下肌瘤、子宫内膜息肉、子宫内膜结核、宫腔粘连、子宫内膜缺陷和残余的宫内节育器等，同时可于腹腔镜下对其进行治疗，不仅有诊断价值，而且还有治疗意义。
在腹腔镜广泛应用之前，对轻、中度子宫内膜异位症的诊断，只有经过剖腹探查才能明确诊断。近年来，由于腹腔镜的广泛应用，在镜检下可以直接看到内异症的病灶，并可对内异症病灶进行组织活检。同时，腹腔镜的应用，可以更直观地检测到黄素化未破裂卵泡综合征。使以前诊断为不明原因不孕者，有20%～40%可能与子宫内膜异位症和黄素化未破裂卵泡综合征相联系。随着免疫学新技术的发展，抗内膜抗体、抗卵磷脂抗体与抗精子抗体等抗体的发现，使部分既往认为不明原因的不孕，找到了免疫学方面的原因。
