Botulizm tanısı, laboratuvarda Clostridium botulinum toksininin tanımlanmasına ve bazen spesifik olmasalar bile klinik semptomların gözlenmesine dayanır. Aslında, hastalık Guillain-Barré sendromu, çocuk felci, felç, myastenia gravis ve kene felci ile karıştırılabilir.
Gıda botulizminde, nöromüsküler bozuklukların tablosu ve potansiyel olarak kontamine olmuş gıdaların yutulması önemli ipuçlarıdır. Aynı yiyeceği yiyen en az 2 hastada eşzamanlı tezahür etmesi tanıyı basitleştirir. Mikro organizmanın şüpheli yiyecek veya hasta dışkısı numunelerinin kültürü ile izole edilmesi ve gıda veya biyolojik materyallerde (kan, mide suyu ve kusma gibi) botulinum toksininin tanımlanması ile doğrulama elde edilir.
Öte yandan, yara botulizminde, serum toksininin araştırılması veya Clostridium botulinum'un deri lezyonundan bir örnekten izolasyonu tanıyı doğrular.
