可有贫血、白细胞减少、血小板减少、血沉增快、γ球蛋白显著增高，可测出高滴度斑点型抗核抗体和高效价的抗nRNP抗体，后者具有一定特征性，抗dsDNA抗体，抗Sm抗体阴性，LE细胞少数阳性，Coombs氏试验阳性，类风湿因子约半数阳性，抗SSA和SS-B抗体可阳性，VDRL假阳性。免疫印迹法示68KD多肽抗体高阳性率达78%，具有一定特征性。
血循环中T淋巴细胞数减少，抑制性T淋巴细胞功能降低，90%病例可测出循环免疫复合物，其浓度与疾病活动度相平行，补体减少少于20%。取自正常非暴光皮肤的直接免疫荧光检查显示表皮细胞核呈斑点型荧光模式，系IgG沉积；约30%病例在真皮表皮交界处有免疫球蛋白沉积，血管壁、肌纤维内、肾小球基底膜亦可见IgG、IgM和补体沉积。HLA-B7、HLA-DW1和-BW55发生率增高。亦有学者提出MCTD患者与HLA-A，-B抗原无相关性，但与-DR4、-DR5抗原频率明显增高，分别达61%和57%。X线摄片有时可见小片凿出骨侵袭，指丛侵袭，关节周围钙化，股骨头无菌性骨坏死。甲皱毛细血管镜检查常见灌木丛型毛细血管异常。