Turner sendromunun kesin tanısı karyotip tetkiki (kromozom analizi) ile konur. Gebelik öncesi veya doğumdan sonraki dönemde çocukta Turner sendromunu düşündürecek bulguların varlığında mutlaka karyotip tetkiki dediğimiz kromozom yapısı ve sayısının saptandığı bir kan tetkiğinin yapılması gerekir.

Karyotip tetkiki yapılmadan kesinlikle Turner sendromu tanısı konulamaz.

Karyotip tetkikinde genelde 30 hücre sayılarak bu hücrelerdeki kromozom sayısı ve yapısı incelenir. Cinsiyet kromozomu adı verilen ve normalde kız çocuğunda 2 adet (XX) olması gereken X kromozomu eğer yalnızca 1 adet saptanmışsa (45X0), veya 2 adet X saptanmış ancak 2. X kromozomunun yapısında bozukluk (46 XXp gibi) varsa Turner sendromu tanısı konur.

Bazen sayılan kan hücrelerinin bir kısmı 2 X kromozomu, diğer hücrelerin ise tek X kromozomu içerdiği (45/46XX gibi) saptanabilir. Bu duruma mozaik Turner sendromu denir

Eğer bebekte veya çocukta Turner sendromunu düşündüren bulgular var ancak, karyotip tetkiki normal saptanmış ise böyle durumlarda başka dokularda (cilt biyopsisi) kromozom sayısı ve yapısı incelenmelidir.

Karyotip tetkiki mozaik Turner sendromu (45X/46XX) şeklinde ise mutlaka FISH yöntemi adı verilen tetkik ile Y kromozomu olup olmadığı bakılmalıdır. Eğer Turner sendromu tanısı alan çocuk Y kromozomu taşıyorsa, bu çocukların doğuştan yetersiz gelişmiş yumurtalıklarında ileri yıllarda tümör gelişme riski vardır. Bu riski ortadan kaldırmak için ergenlik döneminde yumurtalıklarının alınması gerekebilir.