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可根据临床表现和各项实验室检查资料诊断冠心病，其中最肯定的客观诊断依据是心肌有缺血表现，同时证明患者有冠状动脉粥样硬化性阻塞性病变。
心电图检查是诊断心肌缺血最常用的无创性方法，包括静息、动态或负荷试验的心电图检查。对不能进行运动试验的患者还可用药物负荷试验，包括双嘧达莫（潘生丁）、腺苷、多巴酚丁胺试验和异丙肾上腺素静脉滴注观察分析心电图变化；麦角新碱诱发试验用于诊断冠状动脉痉挛。
放射性核素心脏显像是无创性或微创性检查，主要包括心肌灌注显像、心肌代谢显像、核素心室显像等，用于发现是否有心肌缺血改变。
超声心动图检查可通过观察心室壁运动有无异常、心腔形态的改变、心室的射血分数等来判断心肌缺血与否；也可与运动或药物如双嘧达莫、腺苷、多巴酚丁胺等负荷试验结合应用，观察并分析心肌血流灌注情况、冠脉血流储备情况、管腔狭窄及冠状动脉内壁的病变情况及生理功能等。
磁共振显像可同时获得心脏解剖、心肌灌注与代谢、心室功能及冠状动脉成像的信息。
冠状动脉造影是显示冠状动脉粥样硬化病变最有价值的微创性检测手段。