診斷主要依據(jù)患者本人對癥狀的敘述。心絞痛發(fā)作間歇期甚至在發(fā)作期間，體格檢查或心電圖可能只有很少異常改變。發(fā)作時，心率可稍有增加，血壓也可能有輕度的上升。有時可以在心前區(qū)聞及特征性的心音改變。典型發(fā)作時，心電圖上可有改變，但甚至是嚴(yán)重冠狀動脈疾病患者，在心絞痛發(fā)作間歇期心電圖也可能是正常的。

當(dāng)癥狀典型時，診斷心絞痛是容易的。疼痛的性質(zhì)、發(fā)作部位以及疼痛發(fā)作與活動、進餐、天氣和其他一些因素的關(guān)系有助于醫(yī)生作出正確診斷。某些檢查可能有助于確定缺血的嚴(yán)重程度以及確定是否存在冠狀動脈疾病和病變的程度。

運動負(fù)荷試驗有助于評價冠狀動脈疾病的嚴(yán)重程度以及心臟對缺血的反應(yīng)能力；也有助于確定是否需要進行冠狀動脈造影檢查或外科手術(shù)。

放射性核素成像與運動負(fù)荷試驗結(jié)合提供有關(guān)心絞痛的信息。放射性核素顯像不僅能證實缺血存在，而且能確定受累心肌的范圍和損害程度以及顯示到達(dá)心肌的血流量。

運動心動圖是一種通過發(fā)射超聲來獲得心臟圖像的檢查手段（即超聲心動圖）。該項檢查是無創(chuàng)性的，能夠顯示心臟的大小、心肌活動情況、通過心臟瓣膜的血流以及瓣膜的功能。分別在靜息時和峰運動時進行該檢查。當(dāng)存在缺血時，左室心肌壁泵血活動出現(xiàn)異常。

冠狀動脈造影當(dāng)冠狀動脈疾病或心肌缺血不能肯定時，有必要進行冠狀動脈造影。大多數(shù)情況下，該項檢查用于確定冠狀動脈疾病的嚴(yán)重程度以及評價患者是否需要手術(shù)治療以改善心肌的血供，包括冠狀動脈搭橋術(shù)和冠狀動脈成形術(shù)。

少數(shù)患者，盡管有典型的心絞痛發(fā)作及異常的運動負(fù)荷試驗，但冠狀動脈造影卻不能證實冠狀動脈疾病的存在。部分病人可能是心肌內(nèi)小動脈狹窄，但仍有相當(dāng)多的問題尚不清楚。部分專家將這種異常稱為“X綜合征”。通常硝酸酯類藥物或β阻滯劑能夠改善這類綜合征的癥狀。X綜合征患者的預(yù)后較好。

連續(xù)心電圖監(jiān)測即Holter監(jiān)測，能夠揭示隱匿性心肌缺血存在。醫(yī)生們對隱匿性心肌缺血的意義還有爭論，但總的看來，冠狀動脈病變的嚴(yán)重程度決定了隱匿性心肌缺血的程度以及患者的預(yù)后。動態(tài)心電圖也有助于診斷變異性心絞痛，因為它能記錄下靜息時發(fā)生心絞痛發(fā)作時心電圖的特征性變化。

血管造影（動脈內(nèi)注入顯像劑后進行X線攝影）有時可以確定沒有粥樣硬化斑塊的冠狀動脈痙攣。在血管造影時，有時需要使用某些能誘發(fā)冠狀動脈痙攣的藥物。