Ο μόνος ακριβής τρόπος για να διαγνωσθεί η ενδομητρίωση είναι με λαπαροσκόπηση. Αυτή είναι μια επέμβαση στην οποία ένα τηλεσκόπιο (το λαπαροσκόπιο) εισάγεται μέσα στην πύελο μέσω μιας μικρής τομής κοντά στον ομφαλό. Αυτό επιτρέπει στο χειρούργο να δει τα όργανα της πυέλου και τυχόν εμφυτευμάτων ενδομητρίωσης ή ενδομητριωτικών κύστεων που σχηματίστηκαν στην ωοθήκη.
Περιστασιακά η διάγνωση μπορεί να γίνει κατά τη διάρκεια μιας λαπαροτομίας. Η λαπαροτομία είναι μια επέμβαση, η οποία περιλαμβάνει μία τομή στην κοιλιακή χώρα. Υπερηχογραφικές εξετάσεις, εξετάσεις αίματος και η γυναικολογική φυσική εξέταση δεν μπορούν να δώσουν με ασφάλεια τη διάγνωση της ενδομητρίωσης.