W czasie którego lekarz może zadać szereg pytań dotyczących rozmieszczenia i nasilenia objawów oraz czynników, które nasilają i tych które zmniejszają objawy.

Lekarz ocenia nasilenie objawów oraz występowanie męczliwości mięśni. Pacjent może zostać poproszony między innymi o podążanie wzrokiem za palcem lekarza, dłuższe patrzenie do góry, głośne liczenie, utrzymanie przez chwilę rąk a następnie nóg w górze, czy o zrobienie przysiadu.

W pierwszej kolejności wykonywane są testy na obecność występujących w miastenii przeciwciał. Dwa główne typy przeciwciał to przeciwciała przeciwko receptorowi acetylocholiny (anty-AChR) występujące u 80-90% pacjentów z postacią uogólnioną  oraz u 50% pacjentów z postacią oczną oraz przeciwciała przeciwko swoistej dla mięśni kinazie tyrozynowej (przeciwciała anty-MuSK) występujące u 4-8% pacjentów z miastenią uogólnioną. Trzecim typem przeciwciał występujących w miastenii są przeciwciała przeciwko białku związanemu z receptorem lipoproteiny o niskiej gęstości 4 (anty-LRP4) występujące u 1-2% pacjentów z postacią uogólnioną - aktualnie ich oznaczenie nie jest dostępne w komercyjnych laboratoriach w Polsce. Badanie polega na pobraniu próbki krwi. Ujemny wynik oznaczenia przeciwciał nie wyklucza choroby. Około 6% pacjentów z miastenią jest seronegatywnych, tzn. nie stwierdza się u nich obecności przeciwciał anty-AChR, anty-MUSK lub anty-LRP4. U 15% pacjentów seronegatywnych możliwe jest pojawienie się przeciwciał anty-AChR po 6–12 miesiącach po pierwszym negatywnym wyniku.

Diagnostyka elektrofizjologiczna miastenii opiera się na próbach, które mogą być nieprzyjemne i bolesne, więc powinny być one wykonywane w drugiej kolejności u pacjentów,u których nie stwierdzono występowania charakterystycznych dla miastenii przeciwciał w surowicy krwi. Ujemny wynik prób elektrofizjologicznych nie wyklucza miastenii. 

• Elektrostymulacyjna próba męczliwości (ang. Repetetive nerve stimulation, RNS). Polega ona na naklejeniu elektrod na mięsień i powtarzalnym drażnieniu bodźcem elektrycznym nerwu, który zaopatruje dany mięsień. U pacjentów z miastenią stwierdzamy charakterystyczny spadek amplitudy potencjału w badanym mięśniu.
• Elektromiografia pojedynczego włókna mięśniowego (ang. single fiber electomyography, SFEMG). Jest najczulszą metodą w diagnostyce miastenii. SFEMG polega na umieszczeniu w badanym mięśniu delikatnej igły (elektrody), za pomocą której odbierane są potencjały pochodzące z pojedynczych włókien mięśniowych. W czasie badania położenie igły jest zmieniane kilka-kilkanaście razy. Jest to badanie nieco dłuższe niż RNS i zajmuje około godziny. 

Polegają one na ocenie nasilenia objawów po zastosowaniu leków poprawiających transmisję nerwowo-mięśniową – inhibitorów acetylocholinesterazy np. mestinon.

Ewidentna poprawa po zastosowanym leczeniu może wskazywać na rozpoznanie miastenii. Interpretacja próby wymaga doświadczenia, ponieważ zmniejszenie objawów po inhibitorach acetylocholinesterazy może występować w innych chorobach neurologicznych. 

Należy zaznaczyć, że nie ma testu, który ze 100% pewnością może potwierdzić lub wykluczyć chorobę. Wyniki badań dodatkowych muszą być interpretowane w kontekście objawów klinicznych. W wątpliwych klinicznie przypadkach diagnostyka powinna odbywać się w ośrodku specjalizującym się w chorobach złącza nerwowo-mięśniowego.