Istotne jest ustalenie wcześniejszej antybiotykooporności rozpoznanych patogenów. W badaniu fizykalnym poszukuje się ewentualnych ognisk infekcji. Wykonuje się podstawowe badania laboratoryjne, w tym ocenę morfologii z rozmazem, jonogramu, stężenia kreatyniny, mocznika, aminotransferaz, bilirubiny oraz CRP. Konieczne jest pobranie krwi na posiew z dwóch osobnych wkłuć, a w przypadku cewników naczyniowych również z nich. W zależności od wskazań mogą być konieczne posiewy innych materiałów biologicznych, szczególnie posiewu moczu, plwociny, kału czy badanie kału w kierunku toksyn Clostridium difficile, zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej, a także inne badania obrazowe, takie jak USG jamy brzusznej czy tomografia komputerowa (TK) jamy brzusznej z miednicą oraz klatki piersiowej. U chorych z neutropenią ograniczenie zdolności do rozwijania odpowiedzi zapalnej prowadzi do maskowania typowych objawów infekcji i ogranicza wiarygodność niektórych badań laboratoryjnych.