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对于拟诊患者一般先进行内镜检查，特别是症状频、程度重，伴有报警征象或有肿瘤家族史者。先行内镜检查比先行诊断性治疗能够有效地缩短诊断时间。
质子泵抑制药诊断性治疗（PPI试验）已经被证实是行之有效的方法。建议用标准剂量的PPI（如奥美拉唑、兰索拉唑、泮托拉唑、雷贝拉唑以及埃索美拉唑等），疗程为1～2周。如服药后症状明显改善，则支持与酸相关的GERD；如服药后症状改善不明显，可能有酸以外的因素参与或不支持诊断。PPI试验不仅有助于诊断GERD，同时还启动了治疗。PPI试验阴性有以下几种可能：①抑酸不充分；②存在酸以外因素诱发的症状；③不是反流引起的。本试验的优点是方便、可行、无创、灵敏度高，缺点是特异性较低。
24小时食管pH监测能详细显示酸反流、昼夜酸反流规律、酸反流和症状的关系及对治疗的反应，使治疗个体化。一般在内镜检查和PPI试验之后，仍不能确定是否有反流存在时应用。
部分GERD患者有非酸性反流物质因素的参与，特别是与胆汁反流相关。可通过检测胆红素来反映胆汁反流存在与否和程度。但多数同时存在十二指肠内容物的反流与胃内容物的反流，并在抑酸后症状有所缓解，因此胆汁反流检测的应用有一定局限性。
胃食管反流检查能定量显示胃内核素标记的液体反流，在胃食管交界处屏障低下时较易出现阳性，但阳性率不高，应用不普遍。
传统的食管钡餐检查将胃食管影像学和动力学结合起来，可显示有无黏膜病变、狭窄及食管裂孔疝等，并显示有无钡剂的胃食管反流，因而对诊断有互补作用，但灵敏度较低。
不直接反映胃食管反流，但能反映胃食管交界处的屏障功能。食管测压在GERD患者的诊断中，不仅能帮助食管pH电极定位、术前评估食管功能和预测手术，也能预测对抗反流治疗的疗效和是否需要长期维持治疗。因而，食管测压能帮助评估患者食管功能，尤其是治疗困难者。
下食管括约肌测压、滴酸试验等有助于疾病的诊断与评估；无线食管pH测定可以提供更长时间的酸反流检测；腔内阻抗技术应用可监测出所有的反流事件，明确反流物的性质（气体、液体或气体液体混合物），与食管pH监测联合应用可以明确反流物为酸性或非酸性，明确反流物与反流症状的关系。
