El proceso de formulación de un diagnóstico se denomina toma de decisiones clínicas. El médico utiliza la información recopilada de la historia clínica y los exámenes físicos y mentales para desarrollar una lista de posibles causas del trastorno, llamado diagnóstico diferencial. Luego, el médico decide qué pruebas pedir para ayudar a refinar la lista o identificar la enfermedad específica responsable de las quejas del paciente. Durante este proceso, se descartarán algunas enfermedades posibles y se agregarán otras nuevas como pruebas que confirmen o nieguen la posibilidad de que una enfermedad determinada esté presente. La lista se perfecciona hasta que el médico se sienta justificado para seguir adelante con el tratamiento. Incluso después de que el tratamiento haya comenzado, la lista de posibles diagnósticos puede revisarse más si el paciente no progresa como se esperaba.

Las hipótesis se clasifican con la enfermedad más probable en primer lugar. Sin embargo, a veces, una enfermedad menos probable se aborda primero porque es más peligrosa para la vida y podría tener consecuencias graves si no se trata de inmediato. Siguiendo este curso, la posibilidad de un ataque cardíaco se eliminaría primero en un paciente que experimentara dolor en el pecho y la apendicitis sería la primera condición a tratar en un niño con dolor abdominal, a pesar de que una enfermedad menos grave es más probable.

Un algoritmo es una secuencia de pasos alternativos que se pueden tomar para resolver problemas, es decir, un árbol de decisiones. Comenzando con una queja principal o pista clave, el médico se mueve a lo largo de este árbol de decisiones, dirigido de una de dos maneras por cada nueva información y elimina los diagnósticos. Si se ha tomado el camino equivocado, el médico regresa a un punto de ramificación anterior y sigue el otro camino. Las computadoras se pueden usar para ayudar a hacer el diagnóstico; sin embargo, carecen de la intuición de un médico experimentado y de las pistas diagnósticas no verbales obtenidas durante la entrevista.

Las pruebas diagnósticas rara vez establecen la presencia de una enfermedad sin duda. Cuanto mayor sea la sensibilidad y la especificidad de la prueba, más útil será. Ordenar demasiadas pruebas representa un peligro significativo, no solo por su baja rentabilidad, sino también porque un resultado de prueba falsamente anormal requiere una serie adicional de pruebas para probar o refutar su precisión. Estas pruebas adicionales pueden implicar molestias, riesgos y costos adicionales para el paciente, lo que es especialmente desafortunado si no es necesario que las pruebas se hayan ordenado en primer lugar. Es tan importante saber cuándo no pedir una prueba como saber qué pruebas pedir.

Una característica importante de la toma de decisiones clínicas es la relación continua entre el médico y el paciente. El conocimiento que un médico adquiere en el cuidado del paciente durante un largo período de tiempo puede proporcionar una mayor comprensión de la probabilidad de que una enfermedad determinada esté presente. Cuando los síntomas son causados por factores emocionales, es más probable que el médico personal conocido los diagnostique con precisión que un médico que vea al paciente por primera vez. Además, una asociación larga y de confianza con un médico a menudo influirá positivamente en el resultado del paciente. Por lo tanto, las visitas esporádicas al departamento de emergencias de un hospital, en las que se pide a los médicos que no están familiarizados con el paciente que proporcionen diagnósticos y tratamiento sin el beneficio de esta asociación, tienen más probabilidades de ser ineficientes, costosas y menos satisfactorias personalmente.

Al comienzo del curso de una enfermedad, las decisiones deben tomarse con menos pistas para el diagnóstico de las que probablemente estarán disponibles más adelante. Una de las tareas más difíciles en medicina es separar, en las primeras etapas de una enfermedad, las enfermedades graves y potencialmente mortales de las transitorias y menores. Muchas enfermedades se resolverán sin que se llegue a un diagnóstico. Sin embargo, una enfermedad puede permanecer sin diagnosticar durante meses o años antes de que aparezcan nuevos síntomas y la enfermedad avance a una etapa que permita el diagnóstico. Un ejemplo es la esclerosis múltiple, que puede presentarse con nada más que visión borrosa transitoria y puede tomar años antes de que aparezcan otros síntomas más específicos.

Los pacientes a menudo tienen quejas indiferenciadas que pueden representar un trastorno grave poco común o un trastorno común pero no muy grave. Por ejemplo, un paciente puede experimentar fatiga. Dependiendo de los antecedentes familiares y personales del paciente, el médico puede pensar inicialmente en depresión y luego en anemia secundaria a sangrado gastrointestinal. Una variedad de trastornos menos probables seguirán. La anemia es fácil de descartar con pruebas de hemoglobina y hematocrito baratas. Estas pruebas se deben ordenar incluso si la depresión es el diagnóstico correcto, porque la anemia puede contribuir al cansancio y también se debe tratar. La depresión se puede diagnosticar con un interrogatorio apropiado, y un examen físico puede eliminar muchas otras posibilidades de diagnóstico.