Flere diagnostiske verktøy er nødvendig for raskere å kunne identifisere klasehodepine. Det som er unikt for klasehodepine, er dens raske terapeutiske respons på oksygen med høy flyt – ingen andre TACs deler denne egenskapen. Bruken av oksygen for å behandle annen hodepine, for eksempel migrene, er begrenset og uten evidens for å bruke som behandling. Fordi klasehodepine reagerer så bra på oksygen, kan det også brukes som et diagnostisk verktøy. Man bør derfor vurdere rask oksygenbehandling for pasienter som har en atraumatisk, ensidig hodepine og retro- eller periorbital smerte. Dette inngrepet er raskt og enkelt å bruke og har en lav risiko for skade. Oksygenbehandling kan derfor fremskynde tiden det tar å stille riktig diagnose for pasienter med klasehodepine, og slik spare pasienten mot eksponering for bivirkninger og risikoen for feilbehandling.