Wśród pacjentów z mieszaną choroba tkanki łącznej obserwuje się ponadto zwiększoną częstość występowania allelu HLA-DR4 głównego układu zgodności tkankowej w porównaniu z populacją ogólną.
Histologicznie w bioptacie pobranym ze skóry stwierdza się przeciwciała IgG ułożone wokół jąder komórkowych keratynocytów.
W badaniach rentgenowskich klatki piersiowej i w tomografii komputerowej uwidaczniają się zmiany płucne, na przykład cechy włóknienia płuc. W trakcie choroby warto też wykonywać inne badania, na przykład echokardiografię w celu oceny czynności serca lub badania czynnościowe układu oddechowego – spirometrię, pletyzmografię, ocenę wskaźnika DLCO (wskaźnika dyfuzji tlenku węgla w płucach).
Kryteria rozpoznania Najczęściej stosowane kryteria diagnostyczne pozwalające na rozpoznanie mieszanej choroby tkanki łącznej to kryteria Alarcón-Segovii i Villareala oraz kryteria Kasukawy i współautorów.