Los especialistas en el dolor no son solamente expertos en el tratamiento del dolor sino también en el diagnóstico de la causa del dolor. Además de analizar la descripción del dolor, llevarán a cabo un examen físico y estudiarán sus antecedentes médicos. A veces son útiles algunos estudios diagnósticos adicionales para determinar la causa del dolor, tal como questionario detallados, tomografia, resonancia magnetica nuclear, electromiografia, rayos x, especializados, observación de la temperatura y pruebas con anestesia loca y otros especializados.