Terapia integracji sensorycznej może być prowadzona po wcześniejszych kompleksowych badaniach, prowadzonych przez wykwalifikowanych terapeutów.

Na diagnozę składają się:

1. Wywiad z rodzicami - dotyczy przebiegu ciąży, porodu oraz rozwoju dziecka w okresie niemowlęcym, przebytych chorób oraz informacji i opinii innych specjalistów.

2. Kwestionariusze - rodzice wypełniają szczegółowo kwestionariusze dotyczące funkcjonowania dziecka w życiu codziennym. Pamiętajmy, że to rodzic najlepiej zna swoje dziecko i jest jego najlepszym obserwatorem.

3. Próby kliniczne - dziecko jest obserwowane w swojej spontanicznej aktywności oraz w sytuacjach zadaniowych, gdzie ma do wykonania określone zadania lub ćwiczenia, które diagnozują i sprawdzają jakość napięcia mięśniowego, mechanizmy równoważne, pracę oczu, koordynację ruchową i symptomy przetrwałych odruchów tonicznych.

4. Testy Południowo - Kalifornijskie - maja na celu określenie profilu dojrzałości zmysłów i ich integracji. Składają się z kilku części badających takie funkcje jak: zdolność planowania czynności ruchowej (praksje), umiejętność lokalizacji bodźca dotykowego, płynność i koordynację ruchu, zdolność do utrzymania równowagi, czucie ciała i pracę ręki. Większość testów przeznaczona jest dla dzieci powyżej 4 roku życia. Dzieci młodsze i te którym nie można zastosować testów (np. z upośledzeniem umysłowym, autystyczne, lub nie współpracujące) badane są wybranymi próbami z obserwacji klinicznej i dodatkowymi testami sprawnościowymi.

5. Podsumowanie diagnozy - to omówienie wyników poszczególnych testów i badań oraz zaleceń wystosowanych przez wykwalifikowanego terapeutę. Rodzice otrzymują wyniki diagnozy oraz program terapii w formie pisemnej. Profesjonalna diagnoza powinna zawierać wszystkie wyżej opisane elementy oraz szczegółowe wyniki po to aby inny terapeuta mógł z niej korzystać i żeby w przyszłości istniała możliwość porównania wyników dziecka co umożliwia określenie postępów dziecka i pozwala rodzicom na swobodny wybór terapeuty.