依据不同临床类型临床表现及相关实验室与其他辅助检查，可做出诊断。

根据男性中老年肺癌患者，出现肌无力和易疲劳症状，检查患肌短暂用力收缩后肌力反而增强，持续收缩后又成病态疲劳；腾龙喜和新斯的明试验不敏感，高频神经重复电刺激呈特异性反应，血清乙酰胆碱受体-抗体阴性等，通常即可诊断。

本病需注意与重症肌无力鉴别：Lambert-Eaton综合征多见于男性，约2/3伴发癌肿，尤以肺癌常见，而重症肌无力以女性患者居多，多伴发其他自身免疫疾病。另外，Lambert-Eaton综合征下肢症状重，颅神经支配肌受累轻或无，疲劳试验显示患肌休息后肌力减退，短暂用力后增强，持续收缩后又呈病态疲劳，而重症肌无力患者休息后症状减轻；同时，Lambert-Eaton综合征患者电刺激试验，低频使动作电位下降，高频使动作电位升高；而重症肌无力低频和高频均使动作电位降低10%以上。