Οι φυσίατροι, για να κάνουν διάγνωση φυσιατρικών παθήσεων, αξιολογούν αρχικά το ιατρικό ιστορικό του ασθενή, κάνοντας πολλές και συγκεκριμένες ερωτήσεις και στη συνέχεια κάνουν φυσική σωματική εξέταση. Στη συνέχεια πραγματοποιούν απεικονιστικές εξετάσεις, όπως η μαγνητική τομογραφία, ο υπέρηχος, η αξονική τομογραφία και οι ακτινογραφίες.  Σε ορισμένες περιπτώσεις  χρειάζονται και ηλεκτροδιαγνωστικές εξετάσεις, οι οποίες  αξιολογούν τη μυϊκή κατάσταση του ασθενή, τόσο σε χαλαρή, όσο και σε διεγερμένη φάση. Οι εν λόγω εξετάσεις περιλαμβάνουν μελέτες αγωγιμότητας των νεύρων και ηλεκτρομυογραφία (EMG). Οι φυσίατροι πραγματοποιούν επίσης:  Εξετάσεις αξιολόγησης της λειτουργικότητας  Ισοκινητικές εξετάσεις Εξετάσεις  βαδίσματος Εξέταση καρδιοπνευμονικής άσκησης  Εξετάσεις αξιολόγησης νοητικών διαταραχών Εξετάσεις αξιολόγησης του αυτόνομου νευρικού συστήματος Εξετάσεις αξιολόγησης γλωσσικών διαταραχών  Εξετάσεις ουρικής αρρυθμίας