患者的癥狀及體征缺乏特異性，需根據生化代謝、基因分析等檢查確診。
1. 在新生兒期或嬰兒早期出現皮膚粘膜損害及神經系統損害，經新生兒篩查發現的患兒可無癥狀。
2. 血3-羥基異戊酰肉堿增高，游離肉堿降低，可伴丙酰肉堿或者丙酰肉堿與乙酰肉堿的比值增高。多數患者血液生物素濃度正常。
3. 尿3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羥基異戊酸、甲基枸櫞酸、3-羥基丙酸等有機酸水平增高，可提示診斷。
4. 基因檢測發現HLCS等位基因突變，有確診價值。
5. 酶學檢查示全羧化酶合成酶活性缺乏。
