低镁血症鉴别主要是低钾血症以及低钙血症， 一般血液检查血清中的镁离子钾离子钙离子等诊断。对有诱发因素而又出现低镁血症的一些病人，其症状很难与低钾血症区别，如在补钾后情况仍无改善时，应考虑有低镁血症。此外，遇有发生搐搦并怀疑与缺钙有关的病人，注射钙剂后，不能解除搐搦时，也应疑有镁缺乏。故在临床上必须结合病史综合分析。必要时，可作镁负荷试验，对确定镁缺乏的诊断有较大帮助。
原发性甲状旁腺功能亢进患者，由于高钙血症使肾脏保镁功能降低，故在低镁血症的同时尿镁却增加。甲状旁腺摘除后，亦可发生低镁血症，是由于镁沉积于骨组织的结果。因此尿镁并不增多，后者低镁血症合并低钙，且低钙发生手足抽搐时，需要补镁。如果只补钙很难控制。甲状腺功能亢进患者低血镁常伴有负氮平衡，与代谢增强有关。
由于细胞内代谢增强，细胞内镁含量可增高，尿镁排泄也增多。肠吸收障碍原发病症状表现明显易于诊断，往往为综合因素所致。肠吸收障碍者除低血镁外，多伴有低血钾，低钙，低钠，低氯，低磷和代谢性酸中毒。