肉毒毒素中毒的臨床診斷主要依據臨床體癥和主述分析。實驗室檢測肉毒毒素及定型對確診和治療具有重要意義，預防中毒最重要的是加強監測。經典的小鼠致死及中和試驗仍是最敏感、最可信的肉毒檢測方法，該方法經過不斷完善，甚至可以對很微量的毒素作到定量檢測。但該方法比較繁瑣和耗時，不易推廣，因此人們不斷探索一些更簡便、快捷、靈敏的新方法。
免疫血清學方法
免疫血清學方法的優勢是可以直接從病人的食物、糞便、嘔吐物及血清等臨床樣品中檢測出肉毒毒素，用血清學方法測定肉毒毒素主要有放射免疫技術(RIA)、反向間接血凝法(RPHA)、反向乳膠凝集實驗(RPLA)、酶聯免疫吸附實驗(ELISA)及其擴展的酶聯凝集實驗(ELCA)等。
聚合酶鏈反應技術
聚合酶鏈反應(PCR)技術是近年來發展的一類快速診斷及定型肉毒毒素的實驗方法。其步驟主要是將檢樣(糞便、內臟、胃腸內容物、食物等)的研碎物或離心沉渣接種于厭氧庖肉培養基進行增菌及產毒培養。然后將菌體裂解，提取DNA模板以作PCR試驗，通過電泳圖譜判斷是否存在肉毒梭菌。