自身免疫性溶血的特異性檢查是抗人球蛋白試驗，抗人球蛋白試驗分為直接抗人球蛋白試驗和間接抗人球蛋白試驗。溫抗體型的自身免疫性溶血的患者直接抗人球蛋白陽性，部分患者間接的抗球蛋白亦為陽性。當抗體數低于實驗數值閾值時，直接抗人球蛋白可以成為陰性，直接的抗人球蛋白的強度與溶血的嚴重程度沒有關系。有時試驗雖然呈弱陽性，但可能發生了很嚴重的溶血，反之有時該試驗做出來是強陽性，但并沒有很嚴重的溶血。還有一種比較特殊的自身免疫性溶血性貧血，即冷凝集素綜合征，可以做冷凝集素試驗，冷凝集素綜合征時效價會增高，還有冷溶血試驗也是冷凝集素綜合征的特異性檢查。