Die äußere Erscheinung von Kindern und Erwachsenen mit einem FraX-Syndrom ist nicht sehr verschieden von anderen Menschen. Gerade bei sehr jungen Kindern oder generell bei Mädchen sind die äußerlichen Merkmale wie ein langes, schmales Gesicht mit starkem Kinn oder große Ohren nicht so ausgeprägt vorhanden. Auch Entwicklungsverzögerungen, Aufmerksamkeitsdefizite und Hyperaktivitätstörungen treten bei vielen Menschen auf. Daher kann nur ein Gentest eine zuverlässige Diagnose des FraX-Syndroms sicherstellen.

Die Diagnostik erfolgt heute über molekulargenetische Untersuchungsmethoden aus einer Blutprobe, zumeist durch das Southern Blot Verfahren oder einer PCR ( Polymerase-Kettenreaktion). Dafür ist nur eine geringe Menge Blut nötig. Die Untersuchung kann bei Verdacht auf das FraX-Syndrom jeder niedergelassene Arzt anordnen. Die Kosten werden bei bestehendem Verdacht von den gesetzlichen Krankenkassen getragen.

Sollte bei einem Mitglied aus ihrer Familie das FraX-Syndrom diagnostiziert worden sein und sie möchten daraufhin eine Untersuchung ihrer eigenen Gene, ob bei Ihnen eine Prämutation vorliegt, wird diese Untersuchung nicht von den gesetzlichen Krankenkassen übernommen. Bei einer Schwangerschaft gehört die Untersuchung dahingegen in den Leistungskatalog der Krankenkassen.

Ist bei ihnen eine Prämutation vorhanden und eine Schwangerschaft tritt ein, haben sie die Möglichkeit der vorgeburtlichen Diagnostik. Mit den bekannten Untersuchungsmethoden kann auch in embryonalen Zellen das FraX-Syndrom sicher nachgewiesen werden. Sie können zwischen einer Chorionzotten- Biopsie, die in der 9.-10. Schwangerschaftswoche durchgeführt wird oder einer Fruchtwasseruntersuchung (Amniozentese) in der 14.-16. Schwangerschaftswoche wählen.

Wenn sie eine Pränataldiagnostik in Erwägung ziehen, sollten sie sich vorher eingehend genetisch beraten lassen. Sie sollten sich auch überlegen, welche Konsequenzen die Untersuchung für sie hätte, denn nicht immer bringt sie das erhoffte Ergebnis. Erschwerend hinzu kommt, dass sich durch die zur Zeit bekannten Diagnoseverfahren nur das Vorhandensein oder der Ausschluss eines FraX-Syndrom nachweisen lässt, die Diagnose lässt noch keine Aussage über das zu erwartende Ausmaß der Beeinträchtigung zu.

Bei dem Gentest auf das FraX-Syndrom wird das FMR1 Gen im Abschnitt Xq27,3 des X-Chromosoms durch gezieltes Zerschneiden der DNA  untersucht. Dieses Gen enthält eine sich wiederholende Sequenz aus CGG-Trinukleotiden, bei den meisten Menschen liegt die Anzahl der Wiederholungen des Tripletts bei 29-30. Zwei Mutationen in dem Bereich Xq27,3 des X-Chromosoms sind beim Menschen möglich. Die Prämutation mit 59-200 Wiederholungen und die Fra-X-Syndrom spezifische Vollmutation ab 200 – 1500 Wiederholungen der Sequenz aus CGG-Trinukleotiden. Bei einer Wiederholung von mehr als 200 Tripletts wird das Gen methyliert, das heißt das Eiweiß FMRP, das durch das FMR1 Gen kodiert wird, kann nicht mehr produziert werden, das Gen ist abgeschaltet. Das Fehlen von FMRP führt zu den Symptomen des Fra-X-Syndroms.

Mit oben genannten Untersuchungsmethoden lassen sich sowohl die Prämutation als auch die Vollmutation nachweisen.