El diagnóstico de gastroenteritis es clínico o se basa en el cultivo de las heces, aunque el inmunoanálisis se utiliza cada vez más.

Pruebas generales:
Hay que determinar los electrólitos séricos, la concentración sanguínea de urea y la creatinina para evaluar la hidratación y el estado acidobásico en los pacientes que parecen graves. El hemograma completo es inespecífico, aunque la eosinofilia puede indicar infección parasitaria.

Hay que excluir otros trastornos digestivos que causan síntomas similares (p. ej., apendicitis, colecistitis, colitis ulcerosa). 

Los factores que pueden provocar gastroenteritis comprenden: diarrea copiosa y acuosa; ingestión de alimentos potencialmente contaminados (especialmente durante un brote conocido), agua superficial no tratada o un irritante conocido; un viaje reciente, o el contacto con los enfermos.

Si un tacto rectal muestra sangre oculta en heces y la diarrea acuosa persiste > 48 h, están indicados cultivos (glóbulos blancos, fecal, óvulos, parásitos).

Para el diagnóstico de la giardiosis o criptosporidiosis, la detección del antígeno en las heces mediante inmunoanálisis tiene una mayor sensibilidad.

Las infecciones antirretrovíricas y entéricas por adenovirus pueden diagnosticarse mediante ensayos rápidos disponibles comercialmente que detectan el antígeno vírico en las heces, pero sólo para documentar un brote.

Todos los pacientes con diarrea sanguinolenta gruesa deben someterse a cultivos para E. coli O157:H7, al igual que los pacientes con diarrea durante un brote conocido.