diagnoosin laatimista kutsutaan kliiniseksi päätöksenteoksi. Kliinikko käyttää sairaushistoriasta sekä fyysisistä ja psyykkisistä tutkimuksista kerättyjä tietoja laatiakseen luettelon häiriön mahdollisista syistä, jota kutsutaan differentiaalidiagnoosiksi. Lääkäri päättää sitten, mitä testejä tilataan, jotta luetteloa voidaan tarkentaa tai tunnistaa potilaan valituksista vastuussa oleva sairaus. Tämän prosessin aikana joitakin mahdollisia sairauksia hylätään ja uusia lisätään, kun testit joko vahvistavat tai kieltävät tietyn taudin esiintymisen mahdollisuuden. Listaa tarkennetaan, kunnes lääkäri kokee oikeutetuksi siirtyä hoitoon. Mahdollisten diagnoosien luetteloa voidaan tarkentaa vielä hoidon aloittamisen jälkeenkin, jos potilas ei etene odotetulla tavalla.

hypoteesit asetetaan paremmuusjärjestykseen todennäköisimmän ensin sijoitetun taudin kanssa. Joskus kuitenkin vähemmän todennäköiseen sairauteen puututaan ensin, koska se on hengenvaarallisempi ja voi johtaa vakaviin seurauksiin, jos sitä ei hoideta nopeasti. Tämän kurssin jälkeen sydänkohtauksen mahdollisuus poistuisi ensin potilaalla, joka kokee rintakipua ja umpilisäkkeen tulehdus olisi ensimmäinen tila, johon puututaan vatsakipua sairastavalla lapsella, vaikka vähemmän vakava sairaus on todennäköisempi.

algoritmi on sarja vaihtoehtoisia vaiheita, joilla voidaan ratkaista ongelmia—eli ratkaisupuu. Alkaen päävalitus tai avain johtolanka, lääkäri liikkuu pitkin tätä päätöksentekopuuta, ohjataan yksi kahdesta tavalla jokaisen uuden tiedon, ja poistaa diagnoosit. Jos on valittu väärä polku, lääkäri palaa aiempaan haarautumiskohtaan ja seuraa toista polkua. Tietokoneita voidaan käyttää apuna diagnoosin tekemisessä, mutta niistä puuttuu kokeneen lääkärin intuitio ja haastattelun aikana saadut sanattomat diagnostiset vihjeet.

diagnostiset testit harvoin osoittavat, että tauti on kiistaton. Mitä suurempi testin herkkyys ja spesifisyys, sitä hyödyllisempi se on. Liian monien testien tilaaminen aiheuttaa merkittävän vaaran, ei ainoastaan alhaisen kustannustehokkuuden vuoksi, vaan myös siksi, että väärin poikkeava testitulos vaatii uuden testisarjan todistaakseen tai kumotakseen sen tarkkuuden. Tämä lisätestaus voi aiheuttaa potilaalle lisää epämukavuutta, riskiä ja kustannuksia, mikä on erityisen valitettavaa, jos Testejä ei tarvitse tilata alun perinkään. On aivan yhtä tärkeää tietää, milloin ei tilata testiä kuin tietää, mitä testejä tilata.

tärkeä piirre kliinisessä päätöksenteossa on jatkuva suhde lääkärin ja potilaan välillä. Se tieto, jonka lääkäri saa hoitaessaan potilasta pitkään, voi antaa paremman käsityksen jonkin sairauden todennäköisyydestä. Kun oireet johtuvat tunneperäisistä tekijöistä, tuttu omalääkäri diagnosoi ne todennäköisemmin tarkasti kuin lääkäri, joka näkee potilaan ensimmäistä kertaa. Myös pitkä ja luottavainen yhdessäolo lääkärin kanssa vaikuttaa usein myönteisesti potilaan lopputulokseen. Näin ollen satunnaiset käynnit sairaalan päivystysosastolla, jossa potilasta tuntemattomia lääkäreitä pyydetään antamaan diagnooseja ja hoitoa ilman tämän kumppanuuden hyötyä, ovat todennäköisemmin tehottomia, kalliita ja vähemmän henkilökohtaisesti tyydyttäviä.

sairauden alkuvaiheessa on tehtävä päätöksiä, joissa on vähemmän johtolankoja diagnoosista kuin todennäköisesti saadaan myöhemmin. Yksi vaikeimmista tehtävistä lääketieteessä on erottaa sairauden alkuvaiheessa vakavat ja hengenvaaralliset sairaudet ohimenevistä ja vähäisistä. Monet sairaudet selviävät ilman diagnoosia. Sairaus voi kuitenkin jäädä diagnosoimatta kuukausia tai vuosia ennen kuin uusia oireita ilmaantuu ja tauti etenee vaiheeseen, joka mahdollistaa diagnoosin. Esimerkki on multippeliskleroosi, joka voi esittää mitään muuta kuin ohimenevä näön hämärtyminen ja voi kestää vuosia ennen kuin muut, tarkemmat oireet näkyvät.

potilailla on usein eriytymättömiä vaivoja, jotka voivat edustaa harvinaista vakavaa häiriötä tai yleistä, muttei kovin vakavaa häiriötä. Potilas voi esimerkiksi kokea väsymystä. Riippuen potilaan suvusta ja henkilökohtainen tausta, lääkäri voi ajatella aluksi masennus ja seuraavaksi anemia toissijainen ruoansulatuskanavan verenvuoto. Erilaisia vähemmän todennäköisiä häiriöitä seuraa. Anemia on helppo sulkea pois edullisilla hemoglobiini-ja hematokriittitesteillä. Nämä testit on tilattava, vaikka masennus olisi oikea diagnoosi, koska anemia voi edistää väsymystä ja olisi myös hoidettava. Masennus voidaan diagnosoida asianmukaisella kuulustelulla, ja lääkärintarkastus voi poistaa monia muita diagnostisia mahdollisuuksia.