Obzirom da patohistološki nalaz nije specifičan, serološki markeri mogu pomoći pri postavljanju dijagnoze.
Anti–glijadinska protutijela (AGA) te anti–endomizijska protutijela (EMA, protutijela na bjelančevinu crijevnog vezivnog tkiva), zajedno imaju pozitivnu ili negativnu prediktivnu vrijednost od skoro 100%.
Ovi markeri se također mogu koristiti pri probiru populacije s visokom prevalencijom celijakije, uključujući rođake u prvom koljenu bolesnika s celijakijom kao i u onih koji boluju od neke bolesti koja je u visokom postotku udružena s celijakijom.
Ovi markeri također se mogu koristiti pri probiru stanovništva s visokom prevalencijom celijakije. Ukoliko su ovi markeri pozitivni, indicirana je biopsija tankog crijeva. Ukoliko su pak ova protutijela negativna, dijagnoza celijakije je malo vjerojatna.
Obzirom da se titar ovih antitijela smanjuje u bolesnika koji su na dijeti bez glutena, ova antitijela se mogu također koristi za ocjenu bolesnikove suradljivosti.
Drugi patološki laboratorijski nalazi su anemija (manjak željeza u djece, a manjka folata u odraslih); sniženi serumski albumin, Ca, K i Na; povećana aktivnost alkalne fosfataze te produženo PV.