La diagnosi de les malalties infeccioses s’efectua bàsicament esbrinant els antecedents personals de la persona que n’és afectada —que poden posar de manifest el contacte previ del pacient amb la font d’infecció—, valorant les característiques dels símptomes i els signes clínics, com ara l’estat general, la temperatura corporal, la localització de la inflamació, i comprovant si hi ha erupcions cutànies. Això no obstant, quan aquests procediments senzills no són prou clars, com sol passar quan els processos infecciosos no són gaire característics, hom sol·licita diverses proves diagnòstiques complementàries amb la finalitat d’establir la localització de la infecció, valorar les alteracions i les lesions orgàniques que aquesta ha provocat o bé obtenir-ne la diagnosi etiològica, o sigui, la identificació de l’agent infecciós o el paràsit de l’home responsable del trastorn.
Per a determinar la localització, l’extensió o la gravetat d’un procés infecciós, sovint se sol·liciten anàlisis de sang i d’orina, ja que aquests líquids orgànics poden experimentar algunes alteracions més o menys característiques i proporcionals a la gravetat del trastorn en el cas de malaltia infecciosa. Igualment, amb aquest objectiu, en alguns casos s’indiquen exploracions radiològiques, ecogràfiques, gammagrafies o fins i tot l’ús de la tomografia axial computada. Així, per exemple, és habitual que se sol·liciti una exploració radiològica del tòrax per a la diagnosi de processos infecciosos broncopulmonars, una ecografia abdominal per a determinar la localització i la grandària de l’abscés abdominal o una gammagrafia òssia en cas d’osteomielitis.
En moltes malalties infeccioses cal identificar en primer lloc l’agent causal per saber quin serà el tractament més eficaç. En alguns processos infecciosos banals com ara refredat comú, faringitis infecciosa o fol·liculitis, la malaltia és lleu i autolimitada, i l’agent etiològic que li correspon es pot deduir per les característiques de les lesions, els símptomes i els signes que es presenten. Tanmateix, però, en molts casos cal practicar algunes proves complementàries específiques amb l’objectiu d’obtenir una diagnosi etiològica precisa.