L'adenomiosi è rilevabile all'ecografia come interruzione della giunzione fra endometrio e miometrio, che appare occupata da piccole lesioni ipoecogene e di aspetto eterogeneo ("moth-eaten"); tale segno ecografico può essere associato raramente anche a una leiomatosi diffusa. La RM consente di distinguere i leiomiomi dall'adenomiosi per via del differente segnale RM dei leiomiomi, che appaiono ipointensi sia nelle sequenze T1 pesate che in quelle T2 pesate (al contrario dell'endometriosi, già descritta nel paragrafo precedente). L'adenomiosi inoltre spesso presenta liquido all'interno. La RM è utile anche per stimare le dimensioni e la posizione dei leiomiomi.