重症肌無力的實驗室檢查包括：
1.肌電圖檢查：重複電刺激試驗：對四肢肌肉的支配神經應用低頻或高頻刺激，都能使動作電位幅度很快地降低10％以上者為陽性。單纖維肌電圖：是用特殊的單纖維針電極通過測定“顫抖”研究神經-肌肉接頭的功能。重症肌無力的患者顫抖增寬，嚴重時出現阻滯，是當前診斷重症肌無力最為敏感的電生理手段。微小終板電位：此電位下降，平均為正常人的1/5。終板電位：終板電位降低。
2.血液檢查
血中乙醯膽鹼受體陽性，但也有少數患者該抗體檢查為陰性。白細胞介素-Ⅱ受體水準明顯增高，並可作為疾病活動性的標誌。T細胞增殖與疾病程度成正比。活動期患者血清中補體含量減少，且與臨床肌無力的嚴重度相一致。
3.免疫病理學檢查
診斷有困難的患者，還可作神經-肌肉接頭處活檢，可見突觸後膜皺褶減少、變平坦和其上乙醯膽鹼受體數目減少。
4.胸腺的影像學檢查
5%～18%有胸腺腫瘤，70％～80％有胸腺增生，應常規作胸部正、側位照片或加側位斷層提高檢出率。縱膈CT陽性率可達90％以上。