下肢静脉血栓的检查首先必须是医生的临床检查。看到下肢肿胀，尤其是单侧下肢凹陷性水肿，可以大致判断。

但影像学检查是更重要的客观证据，目前不可或缺。首选的筛查方法是推荐下肢静脉彩色多普勒超声。典型表现为静脉腔内充满实性回声，静脉腔增大，不随呼吸时相变化。探头加压时管腔不易受压，彩色多普勒显示无彩色血流信号。这些是诊断静脉血栓形成的可靠依据。

静脉造影也是一种重要的检查方法。结合顺行和逆行插管，即使是静脉血栓形成的“诊断金标准”，其典型表现也是静脉腔内的持续性充盈缺损，其大小和范围往往能直接反映静脉血栓形成的状态。

其他检查方法包括磁共振静脉造影或CT静脉造影。