Діагностичний пошук починають з дослідження мокротиння або гною. Характерна ознака - грампозитивні вигнуті, розгалужені, чітко видні нитки товщиною 1 мкм і довжиною до 50 мкм, які легко фрагментируются, утворюючи кокковидной і паличкоподібні форми. Більшість видів Nocardia кислотостійких в нативних мазках, якщо для знебарвлення використовується слабка кислота (наприклад, при модифікованих забарвленні по Кіньуну, Цілем-Нільсеном і Фітьо-Фарако). Нокардії часто фарбуються солями срібла. Ростуть вони досить повільно, до появи колоній може пройти 2 тижнів, а до придбання колоніями характерного вигляду - 4 тижні.
Бактеріологічну лабораторію слід попередити про підозру на нокардиоз, оскільки нокардии - досить примхливі мікроорганізми.
Один з підходів до культивування - використовувати в якості джерела вуглецю парафін, оскільки нокардии відносяться до числа небагатьох аеробних бактерій. здатних його утилізувати. Мікроскопія мазків часто дає негативний результат. У таких випадках застосовують інвазивні методи діагностики. Для отримання матеріалу можна використовувати пункційну коникотомию, оскільки ця процедура часто ускладнюється флегмоною нокардіальной етіології.
Позитивний результат посіву мокротиння можливий не тільки при легеневій нокардіозі. але і при обсеменении нокардии дихальних шляхів. Виявлення збудника в мазках, пофарбованих за Грамом, і виділення Nocardia spp. при багаторазових посівах говорять на користь захворювання. Позитивний результат посіву мокротиння у хворих з ослабленим імунітетом також зазвичай вказує на захворювання.
У хворих на легеневий нокардіозі для виключення дисемінований інфекції необхідні ретельний збір анамнезу і докладний фізикальнедослідження. При будь-якому підозрілому симптомі призначають відповідні дослідження.
При підозрі на ураження головного мозку обов'язково проводять КТ (або МРТ) голови, з контрастуванням і без нього.
Звичайний посів крові (на рідку середу з пересівом на скошений агар), як правило, не дає результату. Однак збудника майже завжди вдається виділити при посіві крові на двофазну середу з культивуванням протягом 30 діб в аеробних умовах. СМЖ і сечу перед посівом концентрують.
При підозрі на актиноміцетами у виділеннях цілеспрямовано шукають друзи. Підозрілі частки відмивають в фізіологічному розчині, досліджують під мікроскопом і використовують для посіву.
Решта діагностичні методи, в тому числі визначення титру специфічних антитіл і продуктів життєдіяльності Nocardia spp. в сироватці і СМЖ, в клінічній практиці поки не використовуються.