Anisokorie wird von einem Augenarzt (Ophthalmologen) durch eine Augenuntersuchung diagnostiziert. Während des Diagnoseprozesses können zusätzliche Tests angefordert werden, um Symptome zu bewerten und die zugrunde liegende Ursache zu ermitteln. Augentropfen können während der Untersuchung verwendet werden, um eine bessere Beurteilung der Pupillen zu ermöglichen. Zur detaillierten Untersuchung der Ursache der Anisokorie können folgende fortschrittliche diagnostische Methoden angewendet werden: Magnetresonanztomographie (MRT), Computertomographie (CT), Röntgen, Großes Blutbild.