1、X线检查：X线检查主要用于胸椎后纵韧带骨化症的初步诊断。胸椎后纵韧带骨化症在侧位片上表现为椎管内椎体后缘的高密度影，形态各异。但由于肋骨的遮挡，对于疾病的诊断具有一定的困难。
2、CT检查：CT检查是明确诊断胸椎后纵韧带骨化症的重要方法，具有更高的敏感性，可以显示检查部位的组织密度分布。通常选择行CT三维重建检查，可很好的多方位显示骨化韧带，评判椎管狭窄程度，对制定治疗方案具有重要意义。在CT图像上，骨化韧带与骨的CT值相同，可清晰地看到椎体后缘有高密度影突向椎管，椎管变窄。轴位可观察并测量骨化韧带的大小及突入椎管的程度，协助制定手术方案。而矢状位重建对帮助医生全面掌握患者病变节段制定治疗方案具有重要意义。
3、MRI检查：在行CT检查后，仍有必要行MRI检查，可清晰显示脊髓和韧带，可判断脊髓受压的程度，有助于制定手术方案及评估预后。在T1WI、T2WI上，骨化后纵韧带表现为向椎管内突入的低信号，并可见硬膜囊外脂肪减少及硬膜囊受压。在相应横断面上，可见椎体后缘呈低信号的后纵韧带骨化影从前方压迫脊髓和神经根，并可判断脊髓受压程度。