O diagnóstico da infecção por HTLV-1/2 é realizado em duas etapas, sendo a primeira uma triagem sorológica que, se reagente, demanda teste confirmatório. A triagem sorológica inclui ensaios sensíveis que detectam anticorpos contra HTLV-1 e 2 sem, entretanto, distingui-los. A confirmação diagnóstica da infecção por HTLV pode ser realizada a partir de métodos sorológicos como o Western-Blot (WB) ou por biologia molecular.As técnicas de biologia molecular para diagnostico confirmatório e diferencial da infecção pelos vírus HTLV-1 e HTLV-2 fundamentam-se primariamente na detecção do ácido nucleico viral, na forma de DNA proviral, uma vez que o HTLV não apresenta viremia plasmática significativa.