Hạ canxi máu được chẩn đoán bằng cách lấy một mẫu huyết thanh và đo nồng độ canxi tự do bằng điện cực nhạy cảm với canxi. Hạ calci huyết có một số nguyên nhân, và do đó, để chẩn đoán đầy đủ cần phải đánh giá sức khỏe của tuyến cận giáp, thận và nồng độ magie huyết tương.