血浆渗透压降低是水中毒最重要的化验指标，血浆渗透压下降值及不同的临床表现可明确慢性水中毒的不同程度。
血钠浓度常与血浆渗透压变化一致，二者的降低速度比下降的数值更为重要。血钠浓度低于135mmol/L表明患者有低钠血症，血钠在48小时内急剧下降至108mmol/L以下时可导致神经系统永久性损伤或死亡。
可通过血红蛋白、平均红细胞血红蛋白浓度、红细胞压积、红细胞体积等结果进行判断，水中毒时细胞外液和血液中水分过多，会导致血红蛋白、平均红细胞血红蛋白浓度、红细胞压积均降低。当过多水分积聚到细胞内时，平均红细胞体积会增大。
尿钠增多有助于水中毒的诊断。
