用顯微鏡檢查新鮮大便標本時，大便中新鮮粘液必須和鹽水及美藍混合。大便中白細胞是對侵入結腸粘膜細菌（如志賀菌，沙門菌，致病性大腸桿菌，空腸彎曲菌，腸炎耶爾森菌）的反應而產生的，也可見蘭氏賈弟鞭毛蟲的卵囊或滋養體。
應對病人，醫護人員和其他接觸者，包括父母作大便培養。特殊的培養有助于分離出腸炎耶爾森菌，霍亂弧菌，梭狀芽胞桿菌，產氣單胞菌屬及其他細菌。
病情嚴重的新生兒應作腦脊液，血和尿培養，以評價其全身感染的情況。
對新鮮水樣便應立即進行還原物質和大便ｐＨ檢查。ｐＨ＜６和有還原物質存在，有助于診斷腸道粘膜損傷引起的糖吸收不良，或較少見的原發性乳糖酶缺乏癥。然而，母乳喂養和抗生素的應用，也會導致大便ｐＨ降低和還原物質的陽性。
白細胞計數和分類可提示一種有創性過程，但不能鑒別腸道病原菌。血清電解質，血尿素氮和肌酐可指導液體和電解質療法。
與恢復喂養平行的是，必須調查非感染性遷延性腹瀉的原發或繼發原因（如囊性纖維化，過敏性腸炎，蛋白質不耐受）。
其他檢查包括免疫分析（如酶聯免疫吸附試驗，乳膠凝集試驗），可發現輪狀病毒，其他病毒抗原和腸毒素。大腸桿菌的血清分型有助于鑒定產毒性大腸桿菌，侵襲性大腸桿菌，致病性大腸桿菌，腸出血性大腸桿菌；細胞培養中的細胞毒性可鑒別梭狀芽胞桿菌。哺乳小鼠分析，基因探針雜交分析，電鏡及其他技術有助于鑒定各種腸道病原體和腸道毒素，但未廣泛使用。直腸乙狀結腸鏡有助于診斷假膜性腸炎。