Normalmente, en el dolor de muelas es necesaria una radiografía, una ortopantomografía (radiografía de todos los dientes) o una TAC para realizar una evaluación dental o descartar una sinusitis.

 Los diagnósticos pueden ser varios:

 - Absceso apical, similar a la periodontitis apical pero más grave.
 - Fluctuación y a veces inflamación visible de la mucosa sobre la raíz afectada, con inflamación de la mejilla o el labio.

- Periodontitis apical con dolor al masticar o morder. Normalmente, el paciente puede indicar el diente preciso afectado (golpecitos con una cucharilla de metal).

 - El dolor de caries (sensibilidad dentinaria) después de una estimulación (p. ej., calor, frío, alimentos o bebidas dulces, cepillado) provoca dolor en un solo diente y normalmente se detiene cuando desaparece el estímulo. Por lo general, hay una lesión cariada visible o una exposición de la raíz.

- La fractura incompleta de la corona provoca dolor agudo y una notable sensibilidad al frío.

- El dolor de la pulpitis persiste sin estimulación, después de la estimulación o ambas cosas.

- Pericoronitis debida a la erupción o la afectación del tercer molar (muela del juicio) en los tejidos blandos con dolor intenso, especialmente con la masticación. Inflamación e infección alrededor de la muela del juicio.

- Evaluación de un trismo.

- Daños causados en la pulpa por un traumatismo (hasta muchos años después de la lesión).

- Pulpitis reversible, similar a la caries pero con dificultad para identificar los dientes afectados.

- Sinusitis maxilar, dientes posteriores (p. ej., molares, premolares) sensibles cuando se mastica o se percute y dolor con los cambios de postura, especialmente al bajar la cabeza (p. ej., al abrocharse los cordones del zapato).