目前HPS 的診斷還沒有統一標準。診斷應以臨床表現為基礎，加以肺血管擴張的影像學證據進行診斷。
1.Rodriguer-Roisin 等于1992 年提出了HPS 的診斷標準
(1)有慢性肝病存在，可無嚴重的肝功能不全。
(2)無心肺疾病，胸部X 線檢查正常或伴有肺基底部結節狀陰影。
(3)肺氣體交換異常，肺泡-動脈氧梯度增加(≥20kPa)。可有低氧血癥。
(4)造影劑增強的二維超聲心動圖和(或)肺灌注掃描、肺血管造影證明存在肺血管擴張和(或)肺內血管短路。直立性缺氧、氣短等臨床表現是重要參考指標。
2.Chang SW 等于1996 年提出本病的診斷標準為
(1)肝功能不全。
(2)低氧血癥，臥位休息呼吸空氣時的肺泡氣-動脈血氧分壓差[P(A-a)O2]≥2.67kPa 或立位性缺氧。
(3)肺內血管擴張。
3.Krowka 等于1997 年認為當患者有門靜脈高壓、蜘蛛痣及杵狀指時，強烈提示本病之診斷，需行相關檢查以便確診。診斷的標準為：
(1)99mTc-MAA 掃描、造影劑增強的二維超聲心動圖、肺血管造影檢查等證實存在肺內毛細血管擴張，
(2)存在慢性肝臟疾病和低氧血癥PaO2＜9.3kPa(70mmHg)。
國內高志等于1998 年認為本病的診斷需根據患者有肝脾腫大、腹水、肝掌、蜘蛛痣、勞累性呼吸困難、平臥呼吸及直立性缺氧，胸片顯示肺基底部的間質及血管紋理增多，可呈斑片狀或結節狀、網狀結節狀陰影，CT 顯示基底部肺血管擴張、肺血管支增多，血氣分析不一定有嚴重低氧血癥，但肺泡-動脈氧梯度增大≥20kPa，肺功能檢查82%有彌散障礙等檢查綜合分析。此外還需行有關分流的檢查，如99mTc-MAA 掃描、造影劑增強的二維超聲心動圖、肺血管造影檢查等，但后者不如前兩者敏感，因為肺內小的血管擴張在造影時不一定有表現。Binay 等認為肝硬化患者臨床上無發紺、杵狀指及蜘蛛痣，動脈血氣分析、PaO2 及肺功能測試均可正常，而氣泡造影超聲心動圖檢查陽性的患者，已出現肺血管擴張，被稱為“亞臨床型”肝肺綜合征，需引起臨床重視。
實驗室檢查：血氣分析：低氧血癥是肝肺綜合征的基本病理生理改變，因此血氣分析為診斷本病所必需，在沒有原發心肺疾患的肝病患者如出現較明顯的低氧血癥則提示本病之診斷。主要表現為：動脈血氧分壓(PaO2)＜9.33kPa(70mmHg)，血氧飽和度(SaO2)＜94%，肺泡-動脈血氧梯度增大(＞4.53kPa 或34mmHg)，患者由于缺氧可致呼吸性堿中毒：如動脈血二氧化碳分壓(PaO2)下降，pH 值升高。目前認為PaO2 下降是必備條件。但也有人認為肺泡-動脈血氧梯度增大或許更靈敏。
其他輔助檢查：
1.肺功能測定 可測定肺活量、最大通氣量、功能殘氣量、肺總量、呼吸儲備容積、R/T、1s 用力呼氣容積量、肺一氧化碳彌散量等。在無明顯胸、腹水的肝肺綜合征患者雖然肺容量及呼氣量可基本正常，但仍有較明顯的彌散量改變，即使校正血紅蛋白后仍明顯異常。一般肝病發展到晚期均有肺功能紊亂，可表現為肺呼氣量下降、呼吸道阻力增加、氣體彌散功能受損等。在肺功能檢查發現有呼氣阻力增加時應做相應檢查；如ɑ-抗胰蛋白酶及表型，以區別肝硬化與肺氣腫同時存在。
2.X 線檢查 一般患者胸片可無明顯異常，部分患者可出現雙下肺野間質陰影增強，主要表現為：
(1)肺間質紋理增多、增強。
(2)以下肺野為主的彌漫性小粟粒狀陰影。
(3)肺動脈擴張。
有人認為肺基底部結節或網狀結節陰影是肺內血管擴張的表現，但這種損害在尸體解剖中很難發現。X 線檢查的這種典型表現呈肺基底部的1.3～1.6mm 中等大小結節狀或網狀結節狀陰影表現，在慢性肝病患者中的發生率為5%～13.8%，而在HPS 患者中可高達46%～100%。但此種表現有人認為并不具有特異性，也可存在于肺纖維化或肉芽腫性疾病，可通過肺功能測定，血管造影或CT檢查等將其區分開。
3.CT 可顯示遠端血管擴張，并有大量異常的末梢分支，并能排除引起低氧血癥的其他原因，如肺氣腫或肺纖維化。但上述改變均無特異性。現有人提出利用三維重建螺旋CT 進行肺血管影像重建可能是將來確定的熱點，在區分肉眼可見的動-靜脈異常方面與選擇性肺血管造影有相同的準確率。
4.造影劑增強的二維超聲心動圖 應用造影劑增強的二維超聲心動圖是證實肺內血管擴張的非侵襲性檢查的首選方法。該方法由Hind 和Wong 等首次應用于肝硬化患者檢測肺血管擴張。原理是：攪動生理鹽水和靛青綠染料可產生60～90μm 的微泡，從周圍靜脈注入后微泡從右心通過擴張的肺血管時沉積在左心房。正常情況下這些微泡在首次通過毛細血管床(直徑8～15μm)時即被吸入肺泡內或被溶解于血液中，不能出現于左心房。該方法依賴微泡在左心房出現的時間區分心內分流和肺內分流。右向左的心內分流可在右心房出現微泡后左心房立即出現微泡，如存在肺內前毛細血管擴張，微氣泡則在離開右心房4～6 個心動周期后才出現于左心房。方法是給患者靜脈注射吲哚氰綠后，微氣泡在右心房出現時，二維超聲心動圖上可產生瞬間回聲或云霧狀陰影。在右心房出現上述超聲變化3～6 個心動周期后于左心房也出現同樣變化，即提示有肺內血管擴張。陰性結果基本可以排除肝肺綜合征的診斷。該方法比動脈血氧分壓及肺掃描更敏感，是目前最合適的篩選方法。但缺點是無法確定病變血管的具體部位，也不能評估其分流程度。近期有人應用經食管二維超聲心動圖更容易檢測這種微小氣泡，并能確定在支氣管中的分布情況，從而用于定位肺內血管擴張是發生在上肺或是下肺。
5.肺血管造影 是一種創傷性診斷技術，雖具有一定的危險性，目前仍認為是確定肺血管改變和定位的金標準。不僅可區別肝肺綜合征性低氧血癥與肺栓塞所致的低氧血癥，還可為肝肺綜合征患者選擇外科治療方法提供依據。如果肺血管損害比較孤立則可考慮行選擇性肺動脈栓塞或肺葉切除。其肺血管病變可有如下3 種表現：Ⅰ型蜘蛛樣彌散性擴張，多見肝肺綜合征初期，此期對吸純氧有良好反應；Ⅱ型海綿狀動脈擴張，主要位于肺底部，多見于肝肺綜合征中期，此期對吸純氧反應有限；Ⅲ型直接肺動、靜脈交通，可見于肺門水平或位于肺底部，呈孤立的蚯蚓狀或團狀陰影，類似動-靜脈畸形，此期臨床缺氧嚴重，發紺明顯，對吸純氧無反應。國內高志等認為肺血管造影的敏感性不如造影增強二維超聲心動圖及下述的肺掃描檢查。也有人將肺血管造影學的類型歸納為如下兩型：Ⅰ型彌漫性前毛細血管擴張，造影顯示為蜘蛛樣或海綿狀影像(吸入100%氧可以使PaO2 上升)。Ⅱ型斷續的局部動脈畸形或交通支形成，造影顯示為孤立的蚯蚓狀或團狀影像(吸入100%氧氣對PaO2 幾乎無影響)。缺點是肺血管造影不能顯示小的周圍動靜脈畸形，可產生假陰性結果。
6.99m 锝標記的巨凝白蛋白肺掃描(99mTc-MAA) 本方法的原理同微氣泡造影增強的二維超聲心動圖檢查。該方法應用微粒直徑大于20μm 的巨凝白蛋白，正常情況下不能通過毛細血管網，所有的肺掃描物質都集中在肺的脈管系統。但有肺血管擴張及肺動-靜脈分流時則可通過并沉積在肝、腦及腎組織中。應用本方法進行核素掃描，能半定量檢測肺內血管擴張及肺內分流程度，并可追蹤病情變化。Abrams 等認為對伴有原發性肺疾病的肝硬化HPS 患者，肺灌注掃描可以評估HPS 對低氧血癥的影響程度，幫助決定是否采取肝移植作為治療措施。因為重度原發性肺疾患所致的低氧血癥是肝移植的禁忌證，但陰性結果并不能完全排除HPS。
7.靜脈導管測壓術 可通過肝和肺靜脈導管術測量肺靜脈壓力梯度(HVPG)、平均肺動脈壓(PAP)和肺毛細血管嵌頓壓(PCWP)等，以了解有無肺動脈高壓等。Binay 等對3 例肝肺綜合征患者研究顯示肺血管阻力(PAR)、PCWP 值均較氣泡造影超聲心動圖檢查陰性者低。
8.病理改變 是診斷HPS 最可靠的指標，其基本病理改變為肺血管擴張，表現為彌漫的大量前毛細血管擴張或不連續的動靜脈交通支形成。暴發性肝衰竭和終末期慢性肝病患者均已證實存在肺內血管擴張，一類結構變化為緊鄰正常肺氣體交換單位的前毛細血管擴張，另一類為遠離肺氣體交換單位的較大動-靜脈交通支。血管鑄型能夠顯示異常血管及其相互間的關系和通路，比大體檢查及組織光學顯微鏡下檢查僅可以辨別出大的分流和血管瘤更便于發現解剖上存在的異常通路(包括小血管的變化)。Fritts 等應用放射性核素Kr85 溶于水溶性染料中靜脈注射，分析動脈血kr85 和染料之間的比例可以估算分流的情況。甲基丙烯酸酯可用于更細致的血管鑄型研究。
9.其他檢查 血生化檢查常顯示肝功能不全，但其程度與肝肺綜合征的發展并不成比例。肝功能檢查、蛋白分類、病毒學標志等肝病檢查項目，參見有關內容。另外尚可行胃鏡等以便發現門靜脈高壓的存在。