1、血常规：可检测是否出现血白细胞增高、中性粒细胞增高、核左移及细胞内中毒颗粒。免疫反应差及少数革兰阴性菌败血症白细胞数可正常或降低，但中性粒细胞数增高。并发弥散性血管内凝血时血小板减少，病程长者可有贫血。
2、血生化检查：判断是否有心脏、肝肾等脏器功能的损伤，以及全身的电解质及营养情况。
3、血培养：在抗菌药物应用前，寒战、高热时采血，不同部位采血，多次送检、每次采血量5~10mL，可以提高培养阳性率。尽可能同时做需氧菌、厌氧菌和真菌培养。已用抗菌药物者宜在培养基中加入硫酸镁、β-内酰胺酶或对氨基苯甲酸等，以破坏某些抗菌药物，或采用血块培养法。
4、骨髓培养：骨髓中细菌较多，受抗菌药物影响较小，骨髓培养阳性率高于血培养。因此可以用骨髓培养代替血培养，或血培养加骨髓培养以提高阳性率。
5、体液培养：脓液、胸水、腹水、脑脊液、瘀点挤液涂片或培养也有检出病原菌的机会。
6、抗原抗体检测：对生长缓慢的细菌或真菌可进行气相色谱法、离子色谱法等技术在一小时内测定标本中病原菌代谢产物，有助于真菌和厌氧菌定性诊断。
7、血清降钙素原测定：对毒血症早期诊断有参考意义。
8、鲎试剂：阳性可提示血清中存在内毒素，有助于革兰阴性杆菌毒血症的诊断。
9、X线检查：可发现骨髓炎或化脓性关节炎相应病变。