對於維生素D缺乏病需要根據病史、症狀、體徵、化驗及X線檢查作出全面的診斷。

長期以來，低血鈣、低血磷和血清鹼性磷酸酶活性被認為是佝僂病和骨軟化症生化改變的典型表現，但這並不是絕對肯定的，據Morgan等（1970）報道，胃切除後發生骨軟化症的患者65%有低鈣血癥，52%有低磷血癥，91%有鹼性磷酸酶活性升高。骨軟化症和低蛋白血癥同時存在時，由於蛋白結合鈣減少，血清總鈣也降低，在這種情況下，可能誤診低血鈣是由於白蛋白減少造成的。測定血 Ca2+可以識別血鈣減少的原因。

六十年代中期，血清鈣、磷乘積已被認為是診斷佝僂病或骨軟化症的一個有用的指標，對判斷骨軟化症患者骨變化也是重要的，但後來有報道（Paterson，C。R。1974）鈣、磷溶解度乘積在骨軟化症患者與正常人之間有部分地重疊，所以在鈣、磷乘積正常的情況下，也能發生骨軟化症。

維生素D缺乏時，低血鈣可導致甲狀旁腺機能增強，血清中PTH含量升高，Arnaud 等（1975）測定半歲至3歲半的佝僂病兒童血液PTH、無機磷、25-（OH）D及血鈣等生化指標的結果見圖16-3。這些兒童的病情按Fraser等的標準分為三期：Ⅰ期，特點是血鈣降低，血清PTH升高，血磷正常或有輕度的下降。25-（OH）D的水平約降低到正常值的一半；Ⅱ期，血清25-（OH）D繼續有輕度下降或無明顯變化，而血清鈣恢復到正常水平，PTH略低於Ⅰ期，有明顯的血磷降低，骨胳的損害增加：Ⅲ期，有明顯的佝僂病症狀，血清PTH進一步升高，低血鈣較Ⅰ期更顯著，並有低磷血癥。圖中曲線表明PTH的升高與血鈣的降低相呼應，反映維生素D缺乏與繼發性甲狀旁腺機能亢進間的聯絡，低血磷症也是甲狀旁腺機能亢進，尿磷酸鹽排出量增加的結果，並證明骨質的變化與血磷的降低有一致的關係。