La diagnosi si basa sulla ricerca nelle urine degli acidi organici; l'acido 3-metilglutaconico (3-MGCA) è aumentato da 5 a 20 volte (il dosaggio è utilizzato come test di screening), l'acido 3-metilglutarico e l'acido 2-etilidracrilico sono moderatamente aumentati. La escrezione urinaria del 3-MGC può, però, essere normale anche nei casi gravi, per cui il test diagnostico elettivo è l'analisi del rapporto monolisocardiolipina (MLCL)/cardiolipina (CL) nei linfociti del sangue, nelle cellule muscolari, nei fibroblasti. La conferma della diagnosi è data dall'analisi genetica (ricerca delle mutazioni del gene TAZ).