冠心病的诊断主要依据临床症状、心电图、实验室检查等多方面来综合判断。一般来说，典型的心绞痛症状，如发作性的胸痛，多在活动、情绪激动等情况下诱发，疼痛部位多在胸骨后，可放射至心前区、左肩、左臂等，持续时间多为3~5分钟等表现，是重要的诊断线索。
症状表现方面
典型心绞痛表现： 患者常常会在体力活动增加、情绪激动、饱食、寒冷等情况下，出现胸骨后或心前区的压榨性、闷痛或紧缩样疼痛，疼痛一般持续3~5分钟，休息或含服硝酸甘油后可缓解。不典型症状表现： 部分患者症状不典型，可能表现为上腹部疼痛、牙痛、肩背痛等，容易被忽视，需要引起重视。
心电图检查方面
静息心电图： 约有半数冠心病患者在静息时心电图正常，或者仅表现为非特异性ST段和T波异常。动态心电图监测： 可以连续记录24小时或更长时间的心电图，能捕捉到患者在日常活动状态下的心电图变化。如果在胸痛发作时记录到ST段压低≥0.1mV，症状缓解后ST段恢复，对诊断有重要意义。心电图负荷试验： 包括运动负荷试验和药物负荷试验等。运动负荷试验是让患者在运动平板上运动，增加心脏负荷，观察心电图变化，出现ST段水平型或下斜型压低≥0.1mV为阳性，提示心肌缺血。
实验室检查方面
血液生化检查： 其中最常用的是血脂检查，如总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇升高，高密度脂蛋白胆固醇降低，提示动脉粥样硬化的风险增加，与冠心病的发生密切相关。心肌损伤标志物： 当心肌发生缺血坏死时，血液中心肌损伤标志物会升高，如肌钙蛋白I或T，在急性心肌梗死时会明显升高，有助于诊断急性冠脉综合征。
影像学检查方面
超声心动图： 可以观察心脏的结构和功能，部分冠心病患者可能出现室壁运动异常，如节段性室壁运动减弱等。冠状动脉造影： 这是诊断冠心病的“金标准”。通过向冠状动脉内注入造影剂，能清晰显示冠状动脉的形态，明确冠状动脉是否存在狭窄、狭窄的部位和程度等。一般当冠状动脉狭窄程度≥50%时，就具有诊断意义，严重狭窄时会影响心肌的血液供应。