1.血象 外周血液白细胞数多在正常范围，亦有增高或降低者。当发生局部化脓性感染时，血液白细胞数多升高;而酷似伤寒型者则常降低。
2.细菌培养 胃肠炎型可从呕吐物、粪便、可疑食物中培养、分离出病原菌。其中，以鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、猪霍乱沙门菌、病牛沙门菌和鸭沙门菌感染较为常见。有研究表明，直肠拭子培养的阳性率较高。伤寒型、败血症型可从血液中培养、分离得病原体。一些病例可从局部化脓性病灶或分泌物中培养、分离出病原菌。对急性胃肠炎患者，可将其粪便标本同时接种于强选择性SS琼脂培养基和弱选择性麦康凯培养基上，置37℃过夜后再挑取不发酵乳糖的可疑菌落，接种于三糖铁培养基上培养，并作血清学分型。对已经用抗菌药物治疗或处于疾病后期的患者，由于其粪便中的沙门菌数量已经较少，用上述直接培养法有时会出现假阴性结果。为了提高培养的阳性率，可采用0.5%亚硒酸肉汤或四硫磺酸盐肉汤作为增菌剂，将1g左右的大便标本接种于10ml增菌剂中，置37℃过夜，然后再转种于上述培养基中进行培养。北京市防疫站介绍用磷酸盐缓冲蛋白胨水作为增菌培养基，接种标本后置37℃，培养5～6h即能达到明显增菌的效果。不同血清型的沙门菌在各种选择性增菌培养基中的生长能力有较大的差异，目前尚没有一种理想的增菌培养基，使各种沙门菌在其中都能达到增菌的效果。如0.5%亚硒酸肉汤可对鼠伤寒沙门菌、乙型副伤寒沙门菌等有良好的增菌效果，而对猪霍乱沙门菌、羊流产沙门菌等却有抑制生长的作用。在选择性增菌培养时，提高培养温度，达到43℃，培养18～24h，除伤寒沙门菌外，一般都能明显增强增菌培养基的选择效果，对大肠杆菌、变形杆菌、假单胞菌和不发酵乳糖的非致病菌都有较强的抑制作用，使在培养平板上出现较纯的菌落，更易于作进一步菌种分离与鉴定。从血液、尿液和脓液等标本中分离沙门菌的方法与从粪便标本中分离沙门菌的方法基本相同。自血液中分离沙门菌可抽取病人的静脉血5ml，立即接种于50～100ml的0.5%～1%葡萄糖胆汁肉汤或葡萄糖肉汤增菌液中，置37℃培养，每天用铂金环挑取增菌液接种于选择性培养基或血液琼脂培养基上，一般连续接种3天，必要时可连续接种2周。自尿液、痰液、浆膜腔液、脓液中分离沙门菌，可先将标本离心，3000r/min，15min，取沉淀作直接培养分离或经增菌培养后再作分离培养。国内外用于分离沙门菌的培养基种类很多，但均无法从菌落形态上将沙门菌属与变形杆菌属、枸橼酸杆菌属识别开来。邓涤夷等研制了一种新的沙门菌分离培养基，乳糖赖氨酸十二烷基硫酸钠琼脂Ⅱ(LLSⅡ)培养基。沙门菌(除甲型副伤寒沙门菌外)均能在该培养基上生长，并能形成中心黑色边缘红色或橙黄色特征性菌落，而变形杆菌属和枸橼酸杆菌属的细菌因产生硫化氢(H2S)的特征被抑制而形成黄色菌落，因而，从菌落形态上就可以把干扰沙门菌分离的产生硫化氢的非沙门菌区分开来。沙门菌的鉴定较为复杂。目前世界上已发现2000多个血清型，我国已发现201个血清型，新的血清型还在不断地被发现。常先用抗血清作“O”抗原鉴定，再用抗血清作“H”抗原鉴定。近年来，还用噬菌体裂解试验、DNA杂交和聚合酶链反应(PCR)等技术作沙门菌的血清型鉴定。
3.血清学检查 可用患者的血清与已知的沙门菌菌种制成的菌体抗原或亚单位抗原作凝集试验或酶联免疫吸附试验(ELISA)，以检测血清中是否含有特异性抗体。一般于发病1～2周后即出现较高的抗体效价。若双份血清检查，第2次效价有4倍或以上增高者，可明确诊断为本病。但是，由于一般临床检验室的沙门菌抗原种类有限，故较易出现漏检现象。作某种沙门菌特异性抗原检测更有助于明确诊断。如Keller等建立了2株能分泌肠炎沙门菌IgG抗体的小鼠杂交瘤细胞，用制备的单克隆抗体作ELISA，检测标本中的肠炎沙门菌，具特异性强、敏感度高之优点。标本中只要有10条病原菌即可呈检测阳性。
4.分子生物学检测 近年来，已有用DNA探针和PCR检测沙门菌DNA的报道。而且，初步显示PCR检测有较高的特异性和敏感度。
如关节积液中可测得病原菌。