De eerste diagnose van spierziektes doet de arts meestal op basis van de symptomen. Tijdens het onderzoek verricht de arts lichamelijk onderzoek en vraagt hij naar de klachten. Waar de arts precies op let tijdens het lichamelijk onderzoek hangt af van de spierziekte die vermoed wordt. Zo kijkt men bijvoorbeeld naar de spierstructuur, de omvang van de spier, de gevoeligheid en de sterkte/zwakte van de spier. Verder wordt gekeken naar eventuele abnormale en ongecontroleerde bewegingen. Dit kan duiden op een zenuwaandoening in plaats van een spierziekte.
Indien het lichamelijk onderzoek de vermoedens van een bepaalde spierziekte bevestigt is aanvullend onderzoek nodig. Vaak begint dit met het doen van een bloedonderzoek. Veel spierziektes ontstaan doordat er een bepaald stofje (eiwit) ontbreekt en dat is meestal terug te zien in het bloed.
Naast een bloedonderzoek wordt er voor het diagnosticeren van de meeste spierziektes ook nog een biopt genomen, een klein hapje uit de spier. Dit weefsel gaat voor verder onderzoek naar het laboratorium.
Erfelijke spierziektes zijn te achterhalen met een erfelijkheidsonderzoek. Het DNA wordt dan gescreend op een eventueel defect dat verantwoordelijk is voor de spierziekte. Ouders die vermoeden dat zij drager zijn van een erfelijke spierziekte doen soms een vlokkentest. Met deze test wordt voor de geboorte al bepaald of de foetus een spierziekte heeft of niet.