Diagnostykę kobiety rozpoczyna się najczęściej od wykluczenia braku jajeczkowania. Bardzo pomocne są dane z wywiadu, gdyż jeśli rytm miesiączkowania jest zawarty w granicach od 21 do 35 dni, mało prawdopodobne jest aby były to cykle bezowulacyjne. W celu uzyskania pewności co do faktu występowania jajeczkowania, można oznaczyć stężenie progesteronu w surowicy krwi na siedem dni przed terminem spodziewanej miesiączki. Wszelkie zaburzenia regularności lub brak krwawień miesiączkowych są wskazaniem do wykonania badań hormonalnych. Przyczynami braku jajeczkowania mogą być niewydolność podwzgórzowo – przysadkowa, zespół policystycznych jajników, hiperprolaktynemia, schorzenia tarczycy jak również otyłość, nadmierne odchudzanie lub intensywne uprawianie sportu. Leczenie obejmuje przede wszystkim zidentyfikowanie przyczyny i jej ewentualne usunięcie lub skorygowanie. W wybranych sytuacjach stosuje się również leki stymulujące jajeczkowanie w postaci tabletek  lub zastrzyków.

Kolejnym etapem jest weryfikacja budowy narządów rodnych i drożności jajowodów. W tym celu, poza ultrasonografią, wykonuje się histerosalpingografię (HSG), która jest badaniem radiologicznym polegającym na podaniu do macicy środka kontrastującego i  zobrazowaniu kształtu jamy macicy oraz wypływania płynu przez jajowody do jamy brzusznej. W przypadku jakichkolwiek wątpliwości zaleca się wykonanie laparoskopii i histeroskopii. Niektóre zmiany, jak mięśniaki, polipy endometrialne, przegrody jamy macicy czy niedrożność jajowodowa spowodowana przez zrosty około przydatkowe mogą zostać usunięte. Niestety część wad wrodzonych macicy nie podlega korekcji chirurgicznej. Natomiast jajowody, które są w znacznym stopniu zniszczone, niejednokrotnie muszą być usunięte, co jednocześnie kwalifikuje pacjentkę do programu in vitro. Przyczyną niedrożności jajowodów mogą być choroby przenoszone drogą płciową (np. zapalenie wywołane przez bakterię Chlamydię trachomatis), dlatego też w uzasadnionych przypadkach zalecana jest diagnostyka w tym kierunku.