Os sinais e sintomas do olho seco não são específicos e, por isso, pode ser confundidos com os de outras doenças. O diagnóstico é feito pelo oftalmologista, analisando diversos fatores, históricos de doenças e a partir da medição da produção, a taxa de evaporação e a qualidade das lágrimas, com testes específicos como o Teste de Schirmer, Coloração com Lisamina Verde ou Rosa Bengala e Tempo de quebra do filme lacrimal.
