营养不良的诊断是根据病史和膳食史，体检和精选的实验室检查结果。身高体重，体质指数（BMI），膳食摄入量，体检结果，血浆中营养素及营养素依赖性物质如血红蛋白，甲状腺激素，转铁蛋白和白蛋白的水平等检查结果与正常值比较。
病史 曾有食欲差，胃肠道障碍及近期体重明显减低等病史均提示有患营养不良的可能性。有缺血史表明铁缺乏。长期使用酒精，可卡因，海洛因，免疫抑制剂及抗惊厥剂使维生素和矿物质的营养成为问题。通过膳食史可以发现吃时尚饮食者，食物种类单一，能量和必需营养素摄入不足或过多等情况。
体格检查 体成分和器官功能方面的显著改变可以提示营养不良是个原因。皮肤应检查有无干燥，鳞屑，增生，瘀点及瘀斑；口腔应检查有无口角炎，舌炎，肿胀，齿龈出血和龋齿。头发脱色和匙状甲表明营养不良。应查看肌肉系统的大小，强度及柔韧性。神经系统的检查可发现定位异常，异常步态，反射改变及感觉或运动神经元异常。骨和关节痛疼，骨质减少及骨的形状或大小改变（如佝偻病性串珠）均表明目前或过去营养不良。
实验室检查 全血细胞计数及测定反映氨基酸营养的某些蛋白质（白蛋白，前白蛋白和转铁蛋白）有助于营养不良的诊断，测定血浆脂类和相关的脂蛋白也有帮助。电解质异常表明矿物质缺乏或离子的内稳态受到破坏。还可以测定血浆和尿中脂溶性和水溶性维生素。医学教|育网搜集整理以抗原作皮肤试验用于评估细胞免疫。各种影像技术（X线，CT和MRI）也有帮助。
手术过程可使营养低下者更处于应激状态。营养不良的指标已被发展为营养预后指数（PNI），这是对外科手术后发病率和死亡率增加的一种线性预后模式。血清白蛋白g/dl（A），三头肌皮褶厚度mm（TSF），血清运铁蛋白mg/dl（TFN），以及用白细胞移动抑制，转化，细胞毒性试验检测的迟发性过敏反应（0～2）（DH）均用于PNI公式中：
PNI%＝158-16.6（A）-0.78（TSF）-0.2（TFN）-5.8（DH）
例如，一个营养良好的病人，A＝4.8，TSF＝14，TFN＝250，DH＝2，其PNI为158.0～152.2，或者说他患并发症的机会为5.8%.一个指标异常的营养不良的病人（A＝2.8，TSF＝9，TFN＝180，DH＝1），其PNI为158~95.3，或他患并发症的机会为62.7%.
