Teşhis sürecinde en önemli adımlardan biri hastanın öyküsünü detaylı almak ve emboli ihtimalini değerlendirmektir. Nefes darlığı, öksürük, kanlı balgam ve yan ağrısı gibi emboli bulguları, diğer birçok göğüs hastalığında da görülebilir. Hastanın hikayesi, belirtilerin ani başlangıcı ve tespit edilen risk faktörleri pulmoner emboliyi düşündürüyorsa; ilk yapılacak işlem basit bir kan tahlilidir.

Akciğer embolisi durumunda D-dimer, ALT ve AST parametrelerinde yükselme görülür. Ancak bu, kesin tanı için yeterli değildir. Kesin tanı, kontrast madde kullanılarak emboli protokolüne uygun çekilen akciğer tomografisi ile konur. Bu görüntüleme sonucu akciğerlerdeki pıhtının yerini belirler. Pıhtının nereden geldiğini tespit etmek için ise bacaklara Doppler ultrason uygulanır. Akciğer embolisi tanısı konduktan sonra, hastanın durumuna göre tedavi planlanır.