Es gibt zahlreiche Wege, eine Atemwegsobstruktion zu bestimmen. Der COPD-Patient kann den Arzt in der Erhebung einer Diagnosestellung unterstützen, in dem er ehrlich bezüglich seiner Rauchervorgeschichte ist, mögliche Expositionen gegenüber Schadstoffen, Chemikalien etc. angibt und möglichst genaue Angaben zum ersten Auftreten der Symptome macht.
Der Arzt wird für eine Diagnosestellung eine ausführliche Krankengeschichte (Anamnese) erheben, eine körperliche Untersuchung durchführen (Abhören von Lunge und Herz, Untersuchung von Nase und Rachen, Blutabnahme, evtl. Röntgenaufnahme des Brustraumes) und die Funktion der Lunge überprüfen. Besonders bei Atemwegserkrankungen mit den AHA-Symptomen (Auswurf, Husten, Atemnot) nimmt die Lungenfunktionsprüfung den höchsten Stellenwert ein. Sie entspricht etwa der Blutzuckermessung bei Diabetes-Erkrankungen.
Die vergleichbar einfachste Methode zur Messung der Lungenfunktion ist die Bestimmung der maximalen Atemstromstärke, auch „Spitzenfluss“, oder „Peak-Flow“ genannt. Hierbei kommt ein spezielles Gerät zum Einsatz, das Peak-Flow-Meter. Der Patient umschließt das Mundstück fest mit den Lippen, um dann stoßartig durch das Gerät auszuatmen. Das Peak-Flow-Meter gibt - je nach „Atemstoßkraft“ - einen Wert an, der über tageszeitliche Schwankungen der Lungenfunktion, die Wirksamkeit verordneter Medikamente oder auch die Dosisanpassung im Rahmen einer Langzeittherapie informiert. Aufgrund der geringen Größe und der einfachen Handhabung des Gerätes kann der Patient diese Messungen zu Hause durchführen.

Eine andere Möglichkeit der Lungenfunktionsmessung ist die Spirometrie. Technisch gesehen ist sie ebenfalls einfach, allerdings setzt sie ein spezielles Gerät voraus und kann daher nur vom Arzt durchgeführt werden. Das Gerät zeichnet Fluss-Volumen-Kurven auf, die aus Messungen verschiedener Luftvolumina und Flussgeschwindigkeiten resultieren. So kann untersucht werden, wie viel Luft der Patient maximal ein- und ausatmen kann bzw. wie schnell er nach tiefster Einatmung innerhalb von einer Sekunde wieder ausatmen kann. Durch die Begutachtung der Kurven kann der Arzt ersehen, ob Bronchien bzw. Bronchiolen verengt sind.
Daneben gibt es noch weitere Untersuchungsmethoden, die - im Gegensatz zur Bestimmung des Peak-Flows und der Fluss-Volumen-Kurve - nur vom Lungenfacharzt durchgeführt werden können.
Bei der Ganzkörper-Bodyplethysmographie handelt es sich um eine technisch aufwändige Lungenfunktionsprüfung, während der der Patient in einer luftdicht verschlossenen Kabine sitzt. Mit dieser Methode lassen sich u.a. das am Ende einer ruhigen Ausatmung in der Lunge verbleibende Luftvolumen bestimmen. Daher eignet sich diese Untersuchungsmethode besonders zur Früherkennung einer Lungenüberblähung.
Die Blutgasanalyse ist ein Verfahren, das die Gasverteilung von Sauerstoff und Kohlendioxid sowie den pH-Wert und den Säure- und Basenhaushalt des Blutes misst. Hierbei wird sauerstoffreiches Arterienblut in einem Spezialgerät untersucht.
Um selbst kleinste Veränderungen der Lungen darzustellen, wenden Lungenfachärzte die Computertomographie an.
Die Feinnadelbiopsie ist eine Methode zur Entnahme einer Gewebeprobe zur feingeweblichen Untersuchung, die besonders bei Verdacht des Vorliegens eines Tumors angewendet wird. Häufig wird Feinnadelbiopsie mit der Computertomographie kombiniert, um verdächtige Areale genauer einzugrenzen und untersuchen zu können.
Eine weitere diagnostische Untersuchungsmethode ist die Bronchoskopie (Luftröhrenspiegelung). Die Bronchoskopie ist eine Untersuchung der Atemwege, also der Luftröhre und der großen Abzweigungen (Bronchien). Sie wird durchgeführt mit einem biegsamen Spezial-Endoskop (Bronchoskop). Das ist ein Gerät mit einer kleinen Kamera, die am Ende eines Schlauches angebracht ist. Durch Arbeitskanäle werden chirurgische Instrumente zur Entnahme von Gewebeproben (Biopsien) oder für operative Eingriffe eingeführt. Ein flexibles Bronchoskop wird über die Nase oder den Mund in die Luftröhre eingeführt, so dass dem Arzt ein direkter Blick in die Lunge ermöglicht wird.
Bei der Bronchographie werden die Lungen mit einem radioaktiven Kontrastmittel aufgefüllt, jedoch verliert diese Methode seit Etablierung der Bronchoskopie stark an Bedeutung.
Um die Auswirkung der möglicherweise beeinträchtigten Lungenfunktion auf die körperliche Belastung zu untersuchen, werden Belastungstests, z.B. mit dem Fahrradergometer, durchgeführt. Neben Kreislaufwerten werden, jeweils in Ruhe und nach verschiedenen Belastungsstufen, vor allem Atemvolumina und Blutgase bestimmt.