Endometrioosin diagnosointi tapahtuu yleensä useiden eri menetelmien avulla. Aluksi lääkäri suorittaa gynekologisen tutkimuksen ja keskustelee oireista. Ultraäänitutkimus on yleinen tapa havaita mahdolliset endometrioosipesäkkeet. Jos epäilyt vahvistuvat, voidaan tehdä laparoskopia, joka on kirurginen toimenpide, missä pieni kamera viedään vatsaonteloon tarkastelemaan endometrioosin esiintymistä. Joskus voidaan käyttää myös magneettikuvausta. Diagnoosi varmistetaan usein kudosnäytteen, eli biopsian, avulla.