O diagnóstico em casos de suspeita da endometriose é feito por meio de exame físico, ultrassom (ultrassonografia) endovaginal especializado, exame ginecológico, dosagem de marcadores e outros exames de laboratório.
Atenção especial deve ser dada ao exame de toque, fundamental no diagnóstico da endometriose profunda. Em alguns casos, o médico ginecologista solicitará uma ressonância nuclear magnética e a colonoscopia.