W zależności od wskazań, konieczne może też być wykonanie punkcji lędźwiowej i badania płynu mózgowo-rdzeniowego, biopsji lub pobrania węzła chłonnego, szpiku kostnego, badanie wycinka skórnego lub tętnicy skroniowej.
Rozpoznanie Prawidłowo przeprowadzona diagnostyka, przy współistnieniu objawów klinicznych pozwala na postawienie ostatecznego rozpoznania. Jak wspomniano na wstępie, zdecydowaną większość (ponad 90%) przypadków FUO powodują 3 grupy chorób: zakażenia, kolagenozy i nowotwory. Wystąpienie gorączki u niektórych grup chorych, takich jak chorzy u których gorączka wystąpiła w trakcie hospitalizacji, u chorych z neutropenią, zakażonych HIV i u dzieci, przyczyną FUO zdecydowanie częściej jest zakażenie.
Istnieją jednak przypadki, gdy przeprowadzona diagnostyka nie pozwala na jednoznaczne postawienie rozpoznania. Wówczas, w ramach diagnostyki różnicowej należy dodatkowo brać pod uwagę; błędy zamierzone lub niezamierzone w dokonywanych pomiarach temperatury tak zwaną gorączkę sztucznie wywołaną występującą najczęściej u osób z różnymi zaburzeniami o podłożu psychologicznym lub psychiatrycznym. Objawy tej postaci zwykle występują od dłuższego czasu, a nie stwierdza się objawów wyniszczenia.