Επειδή τα συμπτώματα της ενδομητρίωσης είναι κοινά με άλλες παθήσεις, η διάγνωση της ενδομητρίωσης δεν μπορεί να βασιστεί στην παρουσία των συμπτωμάτων και μόνο. Μάλιστα είναι πολύ συχνό φαινόμενο να καθυστερεί η διάγνωση για πολλά χρόνια. Εντούτοις η αναφορά και η συζήτηση των συμπτωμάτων με το γιατρό σας είναι πολύ χρήσιμη γιατί θα κατευθύνει τη διαγνωστική του σκέψη προς την ενδομητρίωση.
Η μέθοδος αναφοράς για τη διάγνωση της ενδομητρίωσης (gold standard) είναι η λαπαροσκόπηση. Κατά τη λαπαροσκόπηση ο χειρουργός βλέπει τις εστίες της ενδομητρίωσης και μπορεί να πάρει βιοψίες για την ιστολογική επιβεβαίωση της νόσου.
Η λαπαροσκόπηση έχει το μειονέκτημα ότι είναι μια επεμβατική μέθοδος και κοστίζει. Επιπλέον ο χειρουργός πρέπει να είναι εξοικειωμένος με τη νόσο για να μπορέσει να αναγνωρίσει τις εστίες της ενδομητρίωσης, να πάρει βιοψίες από την κατάλληλη περιοχή και να τις θεραπεύσει είτε με τη διαθερμία, είτε με το laser.
Διαφορετικά υπάρχει ο κίνδυνος ενός ψευδώς αρνητικού αποτελέσματος, δηλαδή η μη διάγνωση της νόσου ενώ υπάρχει.
Η φυσική εξέταση συνήθως είναι χωρίς ευρήματα. Εξαίρεση αποτελούν οι περιπτώσεις όπου υπάρχουν μεγάλες κύστεις (ενδομητριώματα) στις ωοθήκες, ενδομητρίωση ορατή στον κόλπο ή στον τράχηλο της μήτρας.
Το διακολπικό υπερηχογράφημα μπορεί να διαγνώσει τα ωοθηκικά ενδομητριώματα και την εν τω βάθει ενδομητρίωση. Στην τελευταία περίπτωση η μαγνητική τομογραφία μπορεί να δείξει την έκταση της νόσου. Αντίθετα, στην περιτοναϊκή ενδομητρίωση τόσο το διακολπικό υπερηχογράφημα όσο και η μαγνητική τομογραφία δεν έχουν καμία ένδειξη.
Η εξέταση αίματος για CA-125 δεν μπορεί να διαγνώσει την ενδομητρίωση.
Το γεγονός ότι δεν υπάρχει κάποια αξιόπιστη, μη επεμβατική μέθοδος για τη διάγνωση της ενδομητρίωσης είναι εξίσου εκνευριστικό για τους γιατρούς και τις ασθενείς.