Диагностичният процес в СБАЛДОХЗ е съобразен с основната мисия на лечебното заведение – установяване на злокачествени или други туморни образования, или заболявания на кръвта при пациенти в детска и юношеска възраст. Появилите се в процеса на диагностичното търсене и налагащи бързо разрешаване диагностични проблеми, задължават Болницата да разполага с кадрови и ресурсен потенциал за значително по-широк общомедицински диагностичен диапазон.
СБАЛДОХЗ притежава собствена лабораторна база, както и ползва, при нужда, възможностите на реномирани в страната диагностични единици.
В СБАЛДОХЗ се изследват в пълен обем кръвни и биохимични показатели (Клинична лаборатория), туморни маркери, флоуцитометрично изследване (имунофенотипизация) на клетки от периферна кръв и костен мозък (Специализирани лаборатории), микробиологично изследване на кръв, биологични течности и материали (Микробиологична лаборатория). При необходимост, материали се насочват към други специализирани лаборатории в гр. София.
Болницата разполага със собствен ехографски кабинет, но за нуждите на прецизната крайна диагноза, се ползват и съответни бази за неинвазивни образни диагностични методи (рентгеново, компютър-томогрофско (КАТ) и магнитно-резонансно (МРИ) изследвания).
При необходимост от биопсични изследвания, пациентите се насочват своевременно към специализирани бази, а получените материали се предоставят на няколко екипа от патолози за оценка.
При показания за костно-мозъчна трансплантация, по утвърдена схема, пациентите и най-близките им роднини (братя и сестри) се изследват за тъканна съвместимост (HLA) в лаборатория извън Болницата.