根据确切的铊接触史、典型的临床表现、参考尿铊或其他生物材料中铊的测定，并排除其他病因所致周围神经病，铊中毒的诊断一般不困难。

　　铊中毒的严重程度，目前参考职业性急性铊中毒的分级标准，具体如下：

　　轻度中毒：除具有头晕、头痛、乏力、食欲减退、下肢沉重症状外，同时具备以下任何一项者: ①四肢远端特别是下肢麻木，痛觉过敏，痛觉、触觉减退呈手套、袜套分布或跟腱反射减弱； ②神经 -肌电图显示有神经源性损害。

　　重度中毒：上述症状加重,具备下列一项表现者: ①中毒性脑病或中毒性精神病；②四肢远端明显肌肉萎缩并影响运动功能,或多发性脑神经损害；③肌电图显示神经源性损害并有较多自发性失神经电位；④伴有明显心、肝或肾损害。

　　鉴别诊断需要排除癔病、格林-巴利综合征、血卟啉病、肉毒中毒、糖尿病及铅、砷、二硫化碳、一氧化碳等中毒性疾病。
检测：
1.铊的生物样品测定：测定尿铊含量有助于诊断，因为正常人尿中几乎测不出铊。尿铊超过0.015mmol/L(0.3mg/L)有诊断意义。
　　2.神经电生理：脑电图显示不同程度的改变，重度中毒患者可见棘波、慢波。当周围神经轴索发生变性时，肌电图显示神经原性改变，如在安静时，出现正锐波或纤颤电位，小力收缩时运动单位平均时限延长。感觉与运动传导速度减慢、远端潜伏期延长。
　　3. 心电图: 窦性心动过速、心律失常、T波平坦、倒置，甚至T波消失。
　　4. 肝肾功能：部分患者尿中有红、白细胞、蛋白与管型。BUN增高。铊作业工人可表现尿中β2-微球蛋白增高，反映了近端肾小管功能紊乱。肝功能检查显示血清ALT活性增高。
　　5. 其他：有报道铊中毒患者血清巯基水平低下、血钙下降、血糖升高、尿糖阳性。