Muitas doenças podem manifestar-se como poliúria e polidipsia. Em primeiro lugar, deve ser esclarecido se a osmolalidade urinária é alta ou baixa. Para uma baixa osmolalidade urinária, deve prestar-se atenção ao diagnóstico diferencial de uremia e polidipsia psicogénica, com elevada osmolalidade sanguínea na primeira e baixa osmolalidade sanguínea na segunda.
Se a uremia for considerada, deve prestar-se atenção ao diagnóstico diferencial da uremia central, uremia renal, uremia primária e secundária. Se a osmolalidade da urina for elevada, deve prestar-se atenção ao diagnóstico diferencial de diurese osmótica, como a diabetes mellitus, baixo potássio e alto cálcio.
Para diferenciar estas doenças, urina de rotina, osmolalidade da urina de sangue, função hepática e renal, glucose no sangue, electrólitos no sangue, electrólitos de urina de 24 horas, e se necessário, deve ser realizado um teste de supressão de água, e se for feito o diagnóstico de uremia central, deve ser realizada uma RM craniana para esclarecer melhor a etiologia.