对于维生素D缺乏病需要根据病史、症状、体征、化验及X线检查作出全面的诊断。
长期以来，低血钙、低血磷和血清碱性磷酸酶活性被认为是佝偻病和骨软化症生化改变的典型表现，但这并不是绝对肯定的，据Morgan等（1970）报道，胃切除后发生骨软化症的患者65%有低钙血症，52%有低磷血症，91%有碱性磷酸酶活性升高。骨软化症和低蛋白血症同时存在时，由于蛋白结合钙减少，血清总钙也降低，在这种情况下，可能误诊低血钙是由于白蛋白减少造成的。测定血 Ca2+可以识别血钙减少的原因。
六十年代中期，血清钙、磷乘积已被认为是诊断佝偻病或骨软化症的一个有用的指标，对判断骨软化症患者骨变化也是重要的，但后来有报道(Paterson,C.R.1974)钙、磷溶解度乘积在骨软化症患者与正常人之间有部分地重叠，所以在钙、磷乘积正常的情况下，也能发生骨软化症。
维生素D缺乏时，低血钙可导致甲状旁腺机能增强，血清中PTH含量升高，Arnaud 等（1975）测定半岁至3岁半的佝偻病儿童血液PTH、无机磷、25-（OH）D及血钙等生化指标的结果见图16-3。这些儿童的病情按Fraser等的标准分为三期：Ⅰ期，特点是血钙降低，血清PTH升高，血磷正常或有轻度的下降。25-（OH）D的水平约降低到正常值的一半；Ⅱ期，血清25-（OH）D继续有轻度下降或无明显变化，而血清钙恢复到正常水平，PTH略低于Ⅰ期，有明显的血磷降低，骨胳的损害增加：Ⅲ期，有明显的佝偻病症状，血清PTH进一步升高，低血钙较Ⅰ期更显著，并有低磷血症。图中曲线表明PTH的升高与血钙的降低相呼应，反映维生素D缺乏与继发性甲状旁腺机能亢进间的联系，低血磷症也是甲状旁腺机能亢进，尿磷酸盐排出量增加的结果，并证明骨质的变化与血磷的降低有一致的关系。
图16-3 不同程度的佝偻病儿童的血液生化改变
（Mrnaud,S.S.et al,1975）
Paunier L，介绍了另一种与此类似的佝偻病分期标准：
Ⅰ期；维生素D缺乏的幼儿出现低钙血症，由于血钙降低可发生痉挛和手足搐搦，但骨骼的变化不明显；
Ⅱ期：由于低血钙引起甲状旁腺机能亢进，血钙恢复而血磷降低，血清碱性磷酸酶活性升高，骨骼有佝偻病变化；
Ⅲ期：体内钙储存量减少，骨盐减少，出现明显的佝偻病症状，甲状旁腺机能亢进，同时有低血钙和低血磷。
表16-4 佝偻病的分期及临床、生化和X线所见
| 分期 | 血清 | 临床表现 | X线征候 | ||
| 钙 | 磷 | 碱性磷酸酶 | |||
| Ⅰ | 降低 | 正常或降低 | 略升高 | 痉挛和手足搐搦 | 无 |
| Ⅱ | 正常 | 正常后降低 | 升高 | 轻度佝偻病 | 有 |
| Ⅲ | 降低 | 降低 | 明显升高 | 明显的佝偻病和低血钙 | 明显 |
应当指出：不管X线的检查结果如何，根据血清钙、磷和碱性磷酸酶的变化来诊断维生素D缺乏病，一般来讲是可靠的，但这些指标并不是维生素D缺乏的特异性指标，特别是碱性磷酸酶活性受多种因素的影响。例如；除佝偻病外，碱性磷酸酶活性升高也可见于甲状旁腺机能亢进。 Pager 病等其它疾病。相比，营养不良的儿童缺乏维生素D，血清碱性磷酸酶的升高可能并不显著。
25-（OH）D3是维生素D3在血液中主要的存在形式，成年人血浆25 -（OH）D3的正常值为25 ～40 ng·ml-1，而1，25 -（OH）2D3只有30 ～40 pg·ml-1。维生素D缺乏时，血浆25 -（OH）-D3减少，用维生素D治疗时，25 -（OH）D3升高，所以血浆25 -（OH）D3的水平可以反映维生素D的营养状况。但维生素D的营养状况与骨质的变化并不是完全平行的，血浆25 -（OH）-D3含量偏低的人，不见得都有维生素D缺乏的骨质变化。
肾小管对无机磷的重吸收减少，尿磷酸盐排出量增加，发生低磷血症，是维生素D缺乏时常见的现象。低钙尿症（hypocalceuria）可能与血钙低有关。静脉输入钙溶液时，钙的存留量明显增加，这种方法可用于维生素D缺乏性佝偻病的诊断。
维生素D缺乏病患者尿氨基酸、羟脯氨酸的排出增加，用维生素D治疗时，可使排出量减少。尿氧基酸和羟脯氨酸排出量增加，可能与甲状旁腺的功能亢进有关。PTH使破骨细胞的活性增强，抑制成骨细胞的作用，使骨胶原的分解增加，合成减少，所以尿羟脯氨酸的排出量增加。
用放射性同位素标记的焦磷酸盐进行骨扫描，可以检测骨组织代谢的变化。多种代谢性骨病的骨组织对焦磷酸盐的摄取量增加。焦磷酸的摄取量与胶原代谢有关。
X线检查对佝偻病的早期诊断意义不大，但对极期和恢复期病例能判断骨质变化的情况，极期佝偻病患者骨骺临时钙化带增宽、模糊，干骺端呈绒毛状。随着病情的发展，临时钙化带消失，干骺端呈毛刷状、变宽，骨皮质变薄，成骨中心模糊不清，并且出现时间晚。严重干骺端呈杯口形凹陷，骨质脱钙，可有畸形或骨折。恢复期干骺端的密度增加，骨皮质加厚。病变反复发生者可见有多层生长障碍线存在，长骨的这些变化在尺骨骺端出现最早，消失也最晚。有肋骨串珠的佝偻病儿童，X线检查，有肋骨与肋软骨交界处可以看到模糊增大的阴影。脊柱椎体的周围有脱钙现象，椎体变扁，椎间隙宽大，椎体前缘可见压迫性狭窄。恢复期椎体边缘的密度增加。
因为X线检查发现在有些儿童临床观察虽然完全正常，但确曾患过佝偻病，也有临床症状X线检查无异常发现的，所以X线检查与临床、化验相结合，对于判断佝偻病的发病情况是必要的。
骨软化症X线检查最常见的现象是骨质疏松、畸形和骨折。Nordin,C(1979)指出骨软化症的特点是骨盐减少，而骨组织并未减少，而老年性骨质疏松的骨盐含量正常，骨组织减少。骨质疏松(osteoporosis)的病因还不清楚，可能与雌激素减少、缺钙、运动功能减退(hypo-kinesia)等因素有关，但不是维生素D缺乏引起的，但骨质软化与骨质疏松可以同时存在。
骨软化症骨密度下降，骨皮质变薄，患者往往有假性骨折、部分骨折或完全骨折，而无移位的骨折多见于骨盆、股骨中下段、尺骨、桡骨等处，如无有效的治疗，往往很难愈合。X线图象也看不到进展。
约有1/3的骨软化症患者X线检查时，可以见到骨膜下侵蚀(erosions)及指骨纹理增加现象。
应当指出：骨软化症患者的X线图象也可能完全正常，没有假性骨折也不能排险维生素D缺乏的诊断。
