Non ci sono marcatori biologici univoci, ma alcuni pazienti hanno diversità patologiche nelle cellule sanguigne, specie globuli bianchi, come eosinofilia (marcato numero di eosinofili, in tal caso si deve analizzare una possibile mialgia eosinofila) e alterazioni interne dei monociti; è stata evidenziata spesso una ridotta concentrazione di serotonina (come nei depressi e negli ansiosi) e 5-idrossi-triptofano nel liquor e nel plasma, ridotta produzione di melatonina (ormone del sonno), aumento di oltre tre volte delle concentrazioni di sostanza P nel liquor, tutti neurotrasmettitori coinvolti nella modulazione del dolore e nella regolazione del sonno. Altri esami, come il CPK o l'elettromiografia hanno dato risultati contrastanti, e solitamente quindi si usano solo per escludere miopatie, danni neuronali e neuropatie in diagnosi differenziale.