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与其他的风湿免疫病不同，应用于AS的诊断，或用以判断炎症程度、病情活动或严重程度等有关的实验室检查相对较少。实验室检查更多是用于治疗过程中检测药物的不良反应，如检查血常规、肝功能、肾功能等以判断药物的不良反应。
HLA-B27阳性对AS的诊断有支持作用，但不是确诊的必要条件，HLA-B27阴性也不能排除AS的诊断。
AS中可用的炎症指标比较有限，大部分患者尤其是炎症明显的患者可以出现红细胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate，ESR）和C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）升高，但ESR受干扰的因素较多。对于ESR和CRP升高是否与病情活动相关目前看法并不统一。有报道超过75%的AS患者ESR和CRP升高，但不一定与疾病活动度相关。ESR、CRP正常也不能排除病情发展。
AS是一种以累及中轴骨关节病变为主的慢性炎症性疾病。主要累及骶髂关节、脊柱、髋关节，部分患者可以累及膝关节、踝关节。影像学检查是诊断本病较为可靠的手段之一。影像学显示骶髂关节炎是诊断AS的重要依据。典型的骶髂关节影像学表现有关节面骨质破坏、硬化、关节间隙变窄，晚期可出现关节强直。观察关节、脊柱骨质改变一般用X线摄片和计算机断层成像（computed tomog-raphy，CT）；观察关节脊柱炎症、水肿、滑膜炎，软骨以及周围软组织情况使用磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）有更大的优势；核素全身骨扫描因其能对全身进行一次性扫描成像，通过了解全身骨代谢情况从而了解骨炎症情况，因而成为AS临床上影像学检查的有效补充。近年来，关节超声由于其早期、快速、无放射性的特点在临床的使用也越来越广泛。但是由于骶髂关节部位较深，不利于早期发现骶髂关节的炎症改变，目前超声在SpA临床方面主要还是多用于了解外周关节及附着点等的病变。
X线检查是诊断AS必要的和最基本的检查方法。骨盆X线检查除了观察骶髂关节外，还可同时观察关节耻骨联合和髋关节的情况。脊椎X线片显示主要改变为骨质疏松、方椎、小关节模糊、竹节状改变、椎旁韧带骨化等。
X线骶髂关节炎一般按病变程度分为5级（修订的纽约标准）：0级为正常骶髂关节；Ⅰ级可疑骶髂关节炎；Ⅱ级为有轻度骶髂关节炎，表现为关节边缘清晰度丧失，关节面模糊，有轻度硬化和侵蚀，局限性骨质疏松和硬化，关节间隙有轻度狭窄；Ⅲ级为明显异常，骶髂关节出现中度或重度侵蚀、硬化骶髂关节炎，可出现明显的骨质疏松和囊变，关节间隙增宽或变窄，关节部分强直；Ⅳ级为严重异常，表现为关节严重骨质破坏，关节完全性强直。
X线检查的优点是简单、费用低、空间分辨率较高；缺点是有射线，对早期病变敏感性较低。
与X线检查相比，CT检查的优点是层面分辨率和密度分辨率较高，更易于发现早期或可疑关节的骨侵蚀（如Ⅰ级、Ⅱ级骶髂关节炎）。CT骶髂关节炎一般分4级：Ⅰ级（可疑骶髂关节炎）：关节面模糊、局灶性骨质疏松或骨皮质连续性中断、软骨下可疑骨侵蚀、破坏，但关节间隙正常及韧带关节正常。Ⅱ级（轻度骶髂关节炎）：表现为关节面模糊，可见小的局限性骨侵蚀，小囊性病变、局限性骨质疏松和硬化，关节间隙有轻度狭窄；关节间隙和韧带关节未见明显异常。Ⅲ级（明显异常），骶髂关节出现软骨下骨明显侵蚀、破坏和增生硬化，关节边缘呈虫蚀状或锯齿状，关节间隙增宽或变窄，宽窄不均。关节部分强直。Ⅳ级（严重异常），表现为全部关节严重骨质破坏、增生硬化和明显骨质疏松，关节完全性强直。
MRI目前是诊断骶髂关节炎尤其是早期骶髂关节炎最敏感的方法。骶髂关节炎的MRI表现主要有软骨的不规则增粗、扭曲，软骨表面出现不规则或不均匀混杂信号；骨髓水肿，骨侵蚀破坏，软骨下脂肪堆积等。AS累及脊柱的MRI表现主要有椎体的Romanus病灶、椎间盘炎、肌腱末端炎、韧带骨赘等。
有研究提出核素锝亚甲基二膦酸盐（99 m Tc-MDP）全身骨显像早期诊断骶髂关节炎的阳性率明显高于CT和X线片，其原因是骶髂关节炎症早期尚未形成解剖学破坏，但炎症部位的血流量和代谢已明显增多。我们的研究也证实核素全身骨显像在发现早期骶髂关节炎方面较X线片及CT有优势，敏感性与MR增强扫描相当，而在发现中晚期骶髂关节炎的能力上不如X线及CT。核素全身骨显像还可同时显示除骶髂关节外的病变，如脊柱、胸锁关节、肋胸关节、跟腱等其他部位的受累情况，且费用明显低于MRI，是一种操作简单、安全实惠的检查手段。对诊断SpA有较好的辅助价值，可以成为除X线、CT和MRI外另一种有用的补充手段。