診斷M蛋白病多需要進行以下三種檢查：
血清蛋白電泳（Serum protein electrophoresis, SPEP）：通過電泳分離血清蛋白，能發現血液中的M蛋白并量化。若SPEP陽性，需用免疫固定電泳確證。
血清免疫固定電泳（Serum immunofixation）：利用直接識別重鏈和輕鏈的抗體區分增多的免疫球蛋白是單克隆性或是多克隆性，并確定具體類型（如IgG κ）。
血清游離輕鏈試驗（Serum free light chain assay）：利用抗體識別低濃度的單克隆游離輕鏈（κ或λ），敏感性較高，但結果可能受到腎功能的影響。
《一頁手冊》曾經講過的血清蛋白電泳（回復“電泳”進行回顧），是篩查血清中M蛋白的常用方法，但它存在兩個不足之處：
①M蛋白濃度低時敏感性不高；
②無法分辨重鏈及輕鏈的類型。
免疫固定電泳則可以證實是否存在M蛋白，并明確其具體類型。
【基本原理】
正常的免疫球蛋白（Ig）單體由兩條重鏈（H chain）和兩條輕鏈（L chain）組成。根據重鏈的差異可將Ig分為五種類型：IgM、IgD、IgG、IgA和IgE，其相應重鏈分別為μ、δ、γ、α和ε。而Ig的輕鏈有兩種：κ和λ。
免疫固定電泳的方法是，利用電泳將血清蛋白分離后，每份樣品與一種針對特定重鏈或輕鏈的特異性抗體進行反應，常用的抗體包括抗γ、α、μ及抗κ、λ的抗體，與抗體發生免疫沉淀反應的條帶會被染色。如下圖所示：
在上圖中，血清蛋白電泳（SPEP）中紅色*標記的條帶代表M蛋白，而該條帶對應的蛋白分別與抗γ（藍色*）及抗κ（黑色*）的抗體發生了反應，提示為IgG κ型的單克隆免疫球蛋白。
免疫固定電泳的敏感性高于血清蛋白電泳，但它并不能反映M蛋白在血清中的濃度，因此需要與血清蛋白電泳配合使用。
【適應證】
1. 血清蛋白電泳發現M蛋白。
2. 血清蛋白電泳正常，但臨床懷疑多發性骨髓瘤、原發性淀粉樣變性、巨球蛋白血癥等疾病。
3. 存在無法解釋的感覺運動性周圍神經病、腎病綜合征、難治性心力衰竭、體位性低血壓、腕管綜合征、吸收不良，或其他提示原發性淀粉樣變性（primary amyloidosis, AL）的臨床情況。
4. 監測M蛋白病的治療效果（尤其是M蛋白的濃度已降低到血清蛋白電泳檢測不出的水平時）。
此外，由于常規免疫固定電泳只使用抗γ、α、μ的抗體，必要時還需要利用抗δ和ε抗體除外IgD和IgE型的單克隆免疫球蛋白。
血清游離輕鏈定量是利用抗體識別低濃度的單克隆游離輕鏈（κ或λ），敏感性高于免疫固定電泳。北京協和醫院的正常參考范圍為：κ 598-1329 mg/dl，λ 298-665mg/dl，κ/λ比值 1.35-2.65。
【適應證】
M蛋白病的診斷、病情和療效監測等。
【受腎功能的影響】
對于腎功能不全的患者（肌酐清除率<60 mL/min），腎臟對血清中游離輕鏈的清除減慢，血清游離輕鏈濃度隨之增高。