Astman diagnoosi perustuu potilaan oireisiin ja keuhkojen toiminnan mittauksiin. Jokaiseen tutkimukseen annetaan erilliset ohjeet hoitavasta yksiköstä. Tutkimustulosten perusteella lääkäri määrää oireisiin parhaiten sopivan hoidon. PEF-seuranta ja spirometria ovat yleisimpiä tutkimuksia. 

Kotiseurannassa keuhkojen toimintaa mitataan PEF-mittauksilla. PEF eli uloshengityksen huippuvirtausarvo (peak expiratory flow) kertoo, kuinka nopeasti henkilö pystyy puhaltamaan ilmaa ulos keuhkoista.

Huippuvirtausnopeus mitataan PEF-mittarilla. Seuranta tehdään yleensä kahden viikon jaksossa. Tänä aikana mitataan aamuin ja illoin kolme puhallusta peräkkäin, ennen ja jälkeen avaavan lääkkeen ottamista.

Yksittäisellä huippuvirtauslukemalla ei ole kovin suurta merkitystä astman toteamisessa. Tärkeämpää on se, kuinka paljon aamun ja illan arvot poikkeavat toisistaan ja kuinka paljon keuhkoputkia laajentavat lääkkeet parantavat PEF-arvoa. Astmaoireiden aikana hengitystiet ovat ahtautuneet ja ilmaa on vaikeampi puhaltaa ulos. Huippuvirtausarvo on silloin normaalia alhaisempi.

Spirometria on terveydenhoidon ammattilaisten suorittama tutkimus, jolla diagnosoidaan astmaa ja muita keuhkosairauksia. Sillä mitataan keuhkojen tilavuutta sekä ilman virtausta sisään ja ulos.

Astmassa keuhkojen kokonaistilavuus on yleensä normaali, mutta ensimmäisen sekunnin aikana puhallettu ilmatilavuus (sekuntikapasiteetti, FEV1) ja virtausarvot pienissä ilmateissä voivat olla pienentyneet.

Astmatulehdukseen liittyvää keuhkoputkien supistumistaipumusta tai limakalvojen tulehdusta voidaan tutkia myös muilla tutkimuksilla, joita ovat muun muassa: 
• metakoliini- tai histamiinialtistuskoe
• uloshengitysilman typpioksidipitoisuuden mittaus
• yskösnäyte ja
• rasituskoe.

Taudin tarkempi määrittely mahdollistaa aiempaa yksilöllisemmän hoidon toteuttamisen. Allergioiden selvittelyä on aikaisemmin tehty ihopistokokeilla, mutta nykyisin tämä tehdään useimmiten verikokeilla. Samoin veren eosinofiilisten valkosolujen määrän perusteella voidaan arvioida astmatulehduksen luonnetta.

Todennäköisesti tulevaisuudessa astman diagnosoinnissa ja arvioinnissa hyödynnetään entistä enemmän erilaisia laboratoriotutkimuksia, kun biologisten lääkeaineiden käyttö lisääntyy astman hoidossa.