Przełomem w diagnostyce nieinwazyjnej chorób żył było wprowadzenie i rozwinięcie w ostatnich dekadach badań ultrasonograficznych, pozwalających na dokładne obrazowanie patologii żylnej. Możemy szczegółowo prześledzić drożność naczyń żylnych, kierunek przepływu krwi i rozpoznać choroby dające dolegliwości podobne do PNŻ, np. torbiel podkolanowa czy wylewy śródmięśniowe krwi. Istotne jest, aby zarówno lekarz rodzinny, jak i specjalista chirurg, dermatolog czy ginekolog badający chorego z PNŻ rozumiał znaczenie badań naczyniowych, znał wskazania do ich wykonania i ograniczenia tych metod. Pozwoli to na szersze stosowanie badań, które mogą zweryfikować dolegliwości chorego, a równocześnie na uniknięcie zlecania zbyt kosztownych badań inwazyjnych.

Podstawowe badanie flebologiczne to pytania o dolegliwości i ocena przedmiotowa chorego, uzupełnione o badanie dopplerowskie fali ciągłej. Badanie dopplerowskie pozwala uzyskać informację o drożności żył i obecności przepływu wstecznego (refluksu) w żyłach powierzchownych. Badaniem tym staramy się odnaleźć źródło refluksu, które najczęściej leży w ujściu żyły odpiszczelowej do układu żył głębokich, określamy też długość niewydolnego odcinka pnia żylnego. Wątpliwości w badaniu dopplerowskim są wskazaniem do wykonania ultrasonografii duplex-scan (badanie dwuobrazowe), która pozwala na obrazowanie zmian morfologicznych, np. ocenę skrzepliny w świetle żyły, czy precyzyjną ocenę przepływu krwi. Uzupełnieniem badania flebologicznego może być pletyzmografia żylna - najbardziej powszechna tzw. fotopletyzmografia. Badanie to pozwala na dokonanie pomiaru odpływu żylnego (można wykazać możliwość niedrożności żył), całkowitego refluksu żylnego (ocena stopnia niewydolności żylnej) czy wydolności pompy mięśniowej łydki. Z pomocą tego badania można prognozować efekty hemodynamiczne operacji żył powierzchownych.

Z rzadziej stosowanych w praktyce flebologicznej badań należy wspomnieć o kapilaroskopii, mikrolimfografii, badaniach izotopowych skrzepliny, tomografii komputerowej czy termografii. Flebografia ma zastosowanie tylko w wąskiej grupie chorych z anomaliami anatomicznymi, malformacjami naczyniowymi oraz przed operacjami na układzie żył głębokich.