Đánh giá lâm sàng, bao gồm đo nhiệt độ trung tâm
Xét nghiệm để phát hiện rối loạn chức năng cơ quan
Chẩn đoán thường rõ ràng từ bệnh sử gắng sức và môi trường nóng. Chẩn đoán phân biệt say nóng với sự kiệt sức vì nhiệt bởi sự xuất hiện của các triệu chứng sau
Rối loạn chức năng thần kinh trung ương
Khi chẩn đoán say nắng là không rõ ràng, các rối loạn khác có thể gây ra rối loạn chức năng hệ thần kinh trung ương và tăng thân nhiệt cần được xem xét. Những rối loạn này bao gồm:
Xét nghiệm bao gồm CBC, PT, PTT, điện giải đồ, BUN, creatinine, Ca, CK, và sơ bộ về gan để đánh giá chức năng của cơ quan. Đặt sonde tiểu để lấy nước tiểu, kiểm tra hồng cầu niệu bằng que thử, và để theo dõi lượng nước tiểu. Các xét nghiệm để phát hiện myoglobin là không cần thiết. Nếu một mẫu nước tiểu không chứa RBCs nhưng có phản ứng dương tính với máu và nếu CK huyết thanh tăng cao, thì có khả năng là myoglobin niệu. Sàng lọc ma túy trong nước tiểu có thể hữu ích. Theo dõi liên tục nhiệt độ trung tâm, thông thường là tại trực tràng, thực quản hoặc bàng quang.