早期X线片可无阳性发现，随着病情的发展，承重区出现骨小梁紊乱，中断，后期出现囊性改变和股骨头软骨下的夹层硬化。随着病变的发展和修复的障碍，病变区出现线状的半透明区域，周围是硬化的骨质，表现为新月形的征象。X线检查可以确定病变范围，排除骨的其他病变，具有简单、方便、经济、应用广泛等优点，目前仍作为股骨头坏死的基本检查方法。
另外，在股骨头坏死的早期阶段，CT片可显示正常。CT扫描在判断股骨头内的骨结构变化方面优于MRI，对明确诊断股骨头坏死后预测塌陷有重要意义，所以CT检查也是常用的。早期：股骨头承重面的骨小梁紊乱，部分吸收，杂有增厚和融合，囊性吸收，部分硬化。ct可显示新月征为三层结构：中心为死骨，周围为半透明的骨吸收带，最外侧为新生的骨硬化骨。晚期：股骨头塌陷变形，中心有大片低密度区，关节软骨下有壳状骨折碎片，髋臼盂突出的唇化，可能有关节变形。
MRI可以早期发现骨坏死病灶，可以在X线和CT片发现异常之前做出诊断。股骨头坏死的MRI有多样化的信号变化，反映了病变组织在不同层次的代谢水平。t2加权图像显示高信号的病理特征是骨和骨髓坏死引起的修复反应，以骨髓水肿、局部充血、渗出等急性炎症性病理变化为主要特征。T1加权图像多为低信号。T2加权图像显示混合信号，高信号提示炎症充血、水肿，低信号的 T1加权图像为月牙形的明确的不均匀信号。如果T2加权图像显示中等稍高信号，周围是不均匀的稍低信号，则显示典型的双线征，其位置与CT的条纹状骨硬化基本一致。
放射性核素骨扫描（ECT）也是一种可以达到早期诊断的检查。
