过去病史、症状与体征可为出血的病因诊断提供重要线索，但确诊出血的原因与部位需靠器械检查。(1) 临床与实验室检查提供的线索:慢性、周期性、节律性上腹痛多提示出血来自消化性溃疡，特别是在出血前疼痛加剧，出血后减轻或缓解，更有助于消化性溃疡的诊断。
有服用非甾体抗炎药等损伤胃黏膜的药物或应激状态者，可能为急性糜烂出血性胃炎。 过去有病毒性肝炎、血吸虫病或酗酒病史，并有肝病与门静脉高压的临床表现者，可能是食管-胃底静脉曲张破裂出血。
还应指出，上消化道出血的患者即使确诊为肝硬化，不一定都是食管-胃底静脉曲张破裂的出血，约有1/3患者出血来自消化性溃疡、急性糜烂出血性胃炎或其他原因，故应做进一步检查，以确定病因诊断。 此外，对中年以上的患者近期出现上腹痛，伴有畏食、消瘦者，应警惕胃癌的可能性。
肝功能试验结果异常、血常规白细胞及血小板减少等有助于肝硬化诊断。(2) 胃镜检查：目前诊断上消化道出血病因的首选检查方法。胃镜检查在直视下依次观察食管、胃、十二指肠球部直至降段，从而判断出血病变的部位、病因及出血情况。
多主张在出血后24〜48小时进行检查，称急诊胃镜检查（emergencyendoscopy)。一般认为这可大大提高出血的病因诊断的准确性，因为有些病变（如急性糜烂出血性胃炎）可在短短数日内愈合而不留痕迹；有些病变（如血管异常）在活动性出血或近期出血期间才易于发现；对同时存在两个或多个病变者可确定其出血所在。
急诊胃镜检查还可根据病变的特征判断是否继续出血或评估再出血的危险性，并同时进行内镜止血治疗。在急诊胃镜检查前需先纠正休克、补充血容量、改善贫血。如有大量活动性出血，可先插胃管抽吸胃内积血，并用生理盐水灌洗，以免积血而影响观察。
(3) X线钡餐检查：目前已多为胃镜检查所代替，故主要适用于有胃镜检查禁忌证或不愿进行胃镜检查者，但对经胃镜检查出血原因未明，疑病变在十二指肠降段以下小肠段，则有特殊诊断价值。 检查一般在出血停止数日后进行。
(4) 其他检查：选择性腹腔动脉造影、放射性核素扫描、胶囊内镜及小肠镜检查等主要适用于不明原因的消化道出血。由于胃镜检查已能彻底搜寻十二指肠降段以上消化道病变，故上述检查很少应用于上消化道出血的诊断。
但在某些特殊情况，如患者处于上消化道持续严重大量出血紧急状态，以至胃镜检查无法安全进行或因积血影响视野而无法判断出血灶，而患者又有手术禁忌，此时行选择性肠系膜动脉造影可能发现出血部位，并同时进行介人治疗。
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