Le diagnostic biologique repose sur des examens parasitologiques des selles répétés. On met fréquemment en évidence les kystes, plus rarement les trophozoïtes en cas de diarrhée à transit rapide. L'examen d'un seul échantillon de selles donne une sensibilité de 60 à 80%, alors que l'examen de trois échantillons successifs donne plus de 90% de sensibilité.
Dans certains cas, l'aspiration de liquide duodénal permet de faire le diagnostic. La recherche d'antigènes spécifiques dans les selles par différentes méthodes immunologiques est très performante, mais peu de laboratoires la pratiquent en routine.
La culture et les tests de sensibilité aux médicaments sont réservés à quelques laboratoires spécialisés.
La sérologie est sans intérêt, les parasites restant intra-luminaux. L’hémogramme est normal.
Le diagnostic différentiel doit être fait avec les étiologies virales et bactériennes ; elles sont toutefois réfutées par le tableau clinique général et par le caractère plus intense de la diarrhée. La giardiose présente cliniquement des points communs avec les infections par d’autres parasites (Cryptosporidium, Cyclospora) dont la différence sera faite par l’examen parasitologique des selles.