Zunächst bestimmt der Haus- oder Lungenfacharzt den Serumspiegel des Alpha-1-Antitrypsins im Blut des Patienten mithilfe weniger Blutstropfen. Dies kann im Rahmen einer normalen Laboruntersuchung erfolgen. Befindet sich der Serumspiegel unter einem bestimmten Grenzwert, weist das auf einen Alpha-1-Antitrypsin-Mangel hin. In diesem Fall wird das Blut des Betroffenen weiteren Analysen unterzogen und labordiagnostische Untersuchungen (Phäno- und Genotypisierung) geben Auskunft über die Art der Erbgutveränderung (Mutation).
Es gilt zu beachten, dass der Serumspiegel während einer Entzündung, Infektion oder Verletzung um mehr als das 2-fache ansteigen kann und Menschen mit PiMZ oder PiMS einen ähnlich hohen Serumspiegel haben können wie Gesunde (PiMM). Deshalb sollte man sich bei einem AAT-Mangel nicht nur auf den Protein-Spiegel verlassen, wie eine internationale Studie aus dem Jahr 2021 zeigt. Die Autoren schlagen in allen Verdachtsfällen immer die zusätzliche Durchführung einer Gen-Analyse vor.