1.心电图：诊断变异性心绞痛的关键是胸痛伴ST段抬高，有些病人发作时ST段抬高，但随后出现ST段压低伴T波变化，ST段及T波的变化是由于心肌缺血所致传导障碍的结果，可能引起致命性心律失常，R波的增宽也可能与室性心律失常有关，无痛性的ST段抬高较为常见，ST段移位可发生在各个导联，在下壁及前壁导联同时出现ST段抬高(反映广泛的心肌缺血)者猝死的危险增高，心肌缺血发作时可能发生短暂的传导阻滞，室性异位激动常发生于较持久的心肌缺血发作时，常与ST段，T波变化有关，提示预后较差。
在有心脏停搏史而冠状动脉无明显狭窄的存活者中，其自发或诱发的局部冠脉痉挛可引起致命性的室性心律失常，有些病人发生的恶性心律失常常由再灌注引起，表现为释放少量CK-MB的心肌细胞损伤，胸痛持久，但没有持续的心电图ST段变化，而可有短暂的Q波。
冠状动脉痉挛可致急性心肌梗死，梗死部位多与变异型心绞痛发作时ST段抬高的导联相符合。
2.血流动力学及冠状动脉造影检查：近端冠状动脉痉挛可导致透壁性心肌缺血及节段性室壁运动异常，临床研究证实，这种心室功能异常比心绞痛症状及心电图变化发生更早。
多数患者至少有一支主要冠状动脉的近端固定性狭窄，痉挛常发生于狭窄病变的1cm范围之内，其余病人在无心肌缺血时冠状动脉造影正常，痉挛最常发生于右冠状动脉，也可同时发生于一支或多支冠状动脉的一个或多个部位，有变异型心绞痛而无胸痛时冠状动脉造影正常的患者，单纯有非劳力性心绞痛，胸痛发作时相关导联的ST段抬高，与此不同，伴有冠脉痉挛的固定性狭窄损害的变异型心绞痛病人常还有与劳累有关的心绞痛及相关导联心肌缺血表现，没有或仅有轻微固定性冠状动脉狭窄患者的病程经过比有严重冠状动脉狭窄病变的患者要好得多。
3.临床常用激发试验：变异型心绞痛根据发作时心电图上ST段短暂性抬高即可诊断，如果未能获得发作时的心电图，而临床又怀疑此病时，可行激发试验以协助诊断。
(1)麦角新碱激发试验：马来酸麦角新碱是一种麦角生物碱，可刺激α-肾上腺能受体及5-羟色胺血清素受体而对血管平滑肌产生直接的收缩作用，用于诱导变异型心绞痛患者的冠状动脉痉挛，是一个敏感而特异的检查方法，在低剂量及小心控制的临床情况，麦角新碱是比较安全的药物，常用静脉给药剂量范围为0.05～0.40mg，诱导一次阳性结果所需的剂量与疼痛自发性发作的频度呈反比，如果激发出持久的冠状动脉痉挛，可造成心肌梗死，由于存在这种危险，麦角新碱仅用于已经冠状动脉造影证实为冠状动脉正常或接近正常的患者，并从极低剂量开始逐渐加量。
正常冠状动脉只有在使用较大剂量(≥0.40mg)的麦角新碱时，才反应为弥漫性动脉内径的减小，有不典型胸痛而无变异型心绞痛的患者连续多次静脉注射麦角新碱造成进行性弥漫性冠状动脉直径减小，血管收缩的反应在妇女及冠状动脉内膜不规整病人表现更明显，提示有轻度动脉粥样硬化，这种与剂量相关的冠状动脉弥漫性收缩现象与变异型心绞痛的异常反应不同，后者的典型表现是在极低药物剂量下引起严重的局部痉挛，在疾病的活动期(至少每天发作1次)的患者对麦角新碱试验的敏感性增高，而偶尔发作的变异型心绞痛患者对其敏感度较低。
激发试验需在冠状动脉造影的情况下进行，如发现冠状动脉痉挛，应立即停止试验，立刻冠脉内给予硝酸甘油0.2～0.3mg，并可重复这一剂量，直至痉挛缓解。
(2)过度通气试验：过度通气也可诱发严重的心绞痛发作，心电图示ST段抬高，室性心律失常及血管造影示明显的冠脉痉挛，每天至少发作1次的变异型心绞痛活动期患者对过度通气的敏感度为95%，而对麦角新碱的敏感度为100%，但是，心绞痛发作频率较低的患者，过度通气试验的敏感度低于麦角新碱，因而其诊断价值有一定局限性。
(3)乙酰胆碱试验：在变异型心绞痛患者的冠状动脉内注射乙酰胆碱能导致严重的冠脉痉挛，这种痉挛不应与乙酰胆碱对有冠状动脉内皮异常的患者所诱发的轻微弥漫性缩窄相混淆，因为这种方法可分别诱发左及右冠状动脉痉挛，对了解患者是否有多支血管病变或痉挛有用，此法敏感，安全而可靠，其敏感度(95%)及特异性(99%)与麦角新碱相似。
拟副交感神经药醋甲胆碱(乙酰甲胆碱)，组胺及多巴胺也能诱发冠状动脉痉挛，与麦角新碱和乙酰胆碱相似，对有严重的固定性冠状动脉狭窄的变异性心绞痛患者以及无局限固定性狭窄的患者，能造成明显的冠状动脉痉挛。
4.核素心肌灌注闪烁显像：用201铊(201Tl)心肌灌注闪烁显像能证实动脉造影时有痉挛，痉挛发作时灌注区域出现局限的心肌灌注缺损，冠状窦血流量减少，支持冠状动脉痉挛，心肌灌注及局部心肌缺血的关系。
5.冠状动脉造影(CAG)：变异型心绞痛病人的CAG结果既可正常，又可异常，典型病人的冠脉正常或有非梗死性病变，但大多数病人至少有一支主要冠脉近端有固定性狭窄，冠脉痉挛与其病变有密切的关系，且常发生于狭窄病变的1cm范围内，冠脉痉挛的总发生率以LAD最高，随后的顺序依次为RCA，LCX，Dia及RAD，但在冠脉无明显病变的病人中，PCA痉挛的发生率高于LAD，女性则相对多见，冠脉痉挛可同时发生于一支或多支冠脉的一个或多个部位。
