脓毒血症的诊断主要基于临床症状结合实验室检查等多方面来判断。通常脓毒血症的诊断需要综合患者的感染表现以及相关实验室指标等。比如患者有明确的感染灶，同时伴有体温异常（如体温>38℃或<36℃）、心率>90次/分钟、呼吸频率>20次/分钟等全身炎症反应表现，再结合实验室检查中血常规、降钙素原等指标异常来综合判断。
脓毒血症的临床症状表现
感染相关表现： 患者往往有明确的感染源，可能是肺部感染（出现咳嗽、咳痰等症状）、泌尿系统感染（有尿频、尿急、尿痛等表现）、腹腔感染（可能有腹痛、腹胀等）等。比如肺部感染的患者会有咳嗽、咳痰，严重的可能痰中带血，伴有发热等。全身炎症反应表现： 体温方面，可出现高热（体温>38℃）或低体温（体温<36℃）；心率会增快，超过90次/分钟；呼吸频率也会加快，超过20次/分钟；还可能出现精神状态改变，如烦躁、嗜睡等。
实验室检查指标
血常规： 白细胞计数可能升高，比如白细胞>12×10⁹/L或<4×10⁹/L，同时可能伴有中性粒细胞比例异常，中性粒细胞增多或者核左移等情况。例如，严重感染时白细胞计数明显升高，中性粒细胞比例也会大幅上升。降钙素原（PCT）： 脓毒血症患者血清降钙素原水平会升高，一般PCT>0.5ng/ml时就要警惕脓毒血症可能，严重脓毒血症时PCT会明显升高，可超过2ng/ml。
影像学检查辅助诊断
胸部X线或CT： 如果是肺部感染导致的脓毒血症，胸部X线或CT可发现肺部有炎症浸润影，比如肺炎患者肺部会有片状、斑片状阴影等。腹部超声或CT： 对于腹腔感染相关的脓毒血症，腹部超声或CT能帮助发现腹腔内的感染病灶，如腹腔脓肿等情况，可见局部有液性暗区等异常表现。