L'examen de référence pour le diagnostic d'achalasie est la manométrie œsophagienne. Le diagnostic d'achalasie utilise également l'œsophagographie (examen radiologique du tube digestif supérieur avec produit de contraste) et l'endoscopie. L'œsophagographie montre un élargissement de l'extrémité supérieure de l'œsophage qui se rétrécit progressivement vers le bas, ce qui est appelé le « bec d'oiseau ». L'endoscopie révèle également un rétrécissement de l'œsophage vers le bas et une œsophagite fongique possible au niveau de la partie inférieure. Le diagnostic d'achalasie est posé par la manométrie, examen de référence, qui montre une pression élevée du sphincter œsophagien inférieur et l'absence ou une très faible relaxation de l'extrémité inférieure de l'œsophage lors de la déglutition.