Zur Diagnose der Erektionsprobleme befragt der Arzt zunächst den Betroffenen (Anamnese). Dabei kommen auch mögliche Vorerkrankungen, weitere Symptome sowie auch mögliche soziale Probleme zur Sprache, um eine Ursache ausmachen zu können. Dann wird eine körperliche Untersuchung vorgenommen, nicht nur von den Genitalien, sondern vom gesamten Menschen, um z. B. auch eine Herzerkrankung erkennen zu können. Es erfolgt eine Blutuntersuchung, um beispielsweise Hormonwerte zu bestimmen.
Spezielle Untersuchungsmethoden kommen bei Erektionsstörungen ebenfalls zum Einsatz. So können im Schlaf natürliche Erektionen mit Messinstrumenten feststellen (Tumeszenz-Messung).
Eine Testmöglichkeit ist der Schwellkörper-Injektionstest (SKIT), bei dem ein Mittel in den Penis gespritzt wird, das normalerweise eine Erektion auslöst. Mit einer Ultraschalluntersuchung lässt sich der Blutfluss in den Penis und zurück aus dem Penis beurteilen. In manchen Fällen wird auch eine Röntgenuntersuchung nach Einspritzen von Kontrastmittel in das Glied durchgeführt.