processen att formulera en diagnos kallas kliniskt beslutsfattande. Klinikern använder informationen som samlats in från sjukhistorien och fysiska och psykiska undersökningar för att utveckla en lista över möjliga orsaker till sjukdomen, kallad differentialdiagnos. Klinikern bestämmer sedan vilka tester som ska beställas för att förfina listan eller identifiera den specifika sjukdomen som är ansvarig för patientens klagomål. Under denna process kommer vissa möjliga sjukdomar att kasseras och nya läggs till som tester antingen bekräftar eller förnekar möjligheten att en given sjukdom är närvarande. Listan förfinas tills läkaren känner sig berättigad att gå vidare till behandling. Även efter att behandlingen har börjat kan listan över möjliga diagnoser revideras ytterligare om patienten inte utvecklas som förväntat.

hypoteserna rankas med den mest troliga sjukdomen som placeras först. Ibland behandlas emellertid en mindre sannolik sjukdom först eftersom den är mer livshotande och kan leda till allvarliga konsekvenser om den inte behandlas omedelbart. Efter denna kurs skulle möjligheten till hjärtinfarkt elimineras först hos en patient som upplever bröstsmärta och blindtarmsinflammation skulle vara det första villkoret som ska behandlas hos ett barn med buksmärta, även om en mindre allvarlig sjukdom är mer sannolikt.

en algoritm är en sekvens av alternativa steg som kan vidtas för att lösa problem—det vill säga ett beslutsträd. Från och med ett huvudklagomål eller nyckel ledtråd, läkaren rör sig längs detta beslutsträd, riktat ett av två sätt av varje ny information och eliminerar diagnoser. Om fel väg har tagits återgår läkaren till en tidigare förgreningspunkt och följer den andra vägen. Datorer kan användas för att hjälpa till att ställa diagnosen; de saknar dock intuitionen hos en erfaren läkare och de icke-verbala diagnostiska ledtrådarna som erhållits under intervjun.

diagnostiska tester fastställer sällan förekomsten av en sjukdom utan tvekan. Ju större känslighet och specificitet av testet desto mer användbart blir det. Att beställa för många tester utgör betydande fara, inte bara på grund av låg kostnadseffektivitet utan också för att ett falskt onormalt testresultat kräver ytterligare en serie tester för att bevisa eller motbevisa dess noggrannhet. Denna ytterligare testning kan innebära ytterligare obehag, risk och kostnad för patienten, vilket är särskilt olyckligt om testerna inte behöver ha beställts i första hand. Det är lika viktigt att veta när man inte beställer ett test som att veta vilka tester som ska beställas.ett viktigt inslag i kliniskt beslutsfattande är det pågående förhållandet mellan läkare och patient. Den kunskap som en läkare får i att ta hand om patienten under en lång tid kan ge större inblick i sannolikheten för att en viss sjukdom är närvarande. När symtomen orsakas av känslomässiga faktorer är det mer troligt att den bekanta personliga läkaren korrekt diagnostiserar dem än att en läkare ser patienten för första gången. Dessutom kommer en lång och förtroendefull förening med en läkare ofta att påverka patientens resultat positivt. Således är sporadiska besök på akutavdelningen på ett sjukhus, där läkare som inte känner till patienten ombeds att tillhandahålla diagnoser och behandling utan att dra nytta av detta partnerskap, mer benägna att vara ineffektiva, dyra och mindre personligt tillfredsställande.

tidigt under en sjukdom måste beslut fattas med färre ledtrådar till diagnosen än sannolikt kommer att vara tillgängliga senare. En av de svåraste uppgifterna inom medicin är att i de tidiga stadierna av en sjukdom skilja de allvarliga och livshotande sjukdomarna från de övergående och mindre. Många sjukdomar kommer att lösa utan att en diagnos någonsin nås. Ändå kan en sjukdom förbli odiagnostiserad i månader eller år innan nya symtom uppträder och sjukdomen går vidare till ett stadium som tillåter diagnos. Ett exempel är multipel skleros, som kan uppvisa inget annat än övergående suddig syn och kan ta år innan andra, mer specifika symtom uppträder.

patienter har ofta odifferentierade klagomål som kan representera en ovanlig allvarlig sjukdom eller en vanlig men inte särskilt allvarlig sjukdom. Till exempel kan en patient uppleva trötthet. Beroende på patientens familjehistoria och personliga bakgrund kan läkaren initialt tänka på depression och nästa anemi sekundär till gastrointestinal blödning. En mängd mindre troliga störningar kommer att följa. Anemi är lätt att utesluta med billiga hemoglobin-och hematokrittester. Dessa tester bör beställas även om depression är den korrekta diagnosen, eftersom anemi kan bidra till trötthet och bör behandlas också. Depression kan diagnostiseras med lämplig förhör, och en fysisk undersökning kan eliminera många andra diagnostiska möjligheter.