Диагностика метилмалоновой ацидурии основана на анализе родословной, оценке данных анамнеза, клинических проявлений.
Критериями установления диагноза метилмалоновой ацидемии/ацидурии является повышение уровня тиглилглицина, метилцитрата, 3-гидроксипропионовой и метилмалоновой кислот в моче, повышение пропионилкарнитина (C3) и/ или соотношения С3/С2 в сухом пятне крови, результат молекулярно-генетической диагностики — выявление патогенных вариантов в генах МMUT, MMAA, MAB, MCEE, CD320, LMBRD, MMADHC, MMACHC в гомозиготном/ компаунд-гетерозиготном состоянии. В ряде случаев возможно подтверждение диагноза на основании только биохимических изменений, если не выявлены патогенные варианты с применением стандартных методов анализа. К таким вариантам относятся крупные делеции, вставки, глубокие интронные варианты, изменения в регуляторных областях генов.