消化系统所作的检查包括内镜（一种光纤管，医生可通过它观察内部结构和取得一些组织标本）、X线、超声波扫描、放射性示踪检查以及化学测定法。这些检查能帮助诊断和定位病变，有时还能起到治疗作用。一些检查需要事前清洗肠道中的粪便，一些需要禁食8～12小时，也有一些则不需要作任何准备。
诊断疾病的第一步总是采集病史和体格检查。但是，消化系统疾病的症状常常比较模糊，医生难以据此而准确判断问题所在。也有一些精神疾病如焦虑症、抑郁症能影响消化系统，引起消化系统症状。
在对有消化道症状的病人作体格检查时，医生总是要检查腹部、肛门和直肠。用听诊器听诊腹部，可了解是否有不正常的声音，触诊腹部，了解有无肿块和肿大的脏器，确定有无对触压敏感的部位。用戴手套的手指插入肛门和直肠进行检查，同时还可以采取少许粪便标本检查有无隐血。对女性病人，盆腔检查常有助于区别消化系统和妇科方面的疾病。根据问题的性质和部位，医生会安排适当的检查。
钡餐检查 是让病人吞钡剂来检查食管的一种常用方法。检查时，医生采用X线透视，即一种连续照射X线的技术，在钡剂经过食管时，钡能被观察到或被照像。X线透视使医生能观察到食管的收缩和任何解剖缺陷，如像梗阻或溃疡。通常，这些影像都会被记录为照片或录像带。
除液体状钡剂外，还可使用钡包裹的食物来检查，这样能确定梗阻部位或观察到不能正常收缩的食管部位。这两种钡剂合用则能显示一些异常，如食管蹼（食管部分地被纤维组织所阻隔）、岑克尔憩室（食管的一种突出囊袋）、食管糜烂和溃疡，以及食管静脉曲张（食管粗大的静脉）和肿瘤。
压力测定 即在食管中放入表面有压力测定装置的测压管，通过此装置可以确定食管的收缩能否正常地推进食物。
食管pH测定 即测定食管中的酸度，能在测压的同时进行，可检查出病人有无酸返流（胃酸返流到食管），可作一点或多点测定。
食管滴酸试验 即将小量酸经鼻胃管滴入食管，以了解病人胸痛是否由食管的酸刺激所致，这是探查食管炎症（食管炎）的一种好方法。
插管法
经鼻或口腔将一根细小的软塑料管插入胃或小肠的检查方法。
此法可用于诊断或治疗。虽然插管对有些病人可引起恶心，但它是无痛性的。插管的粗细可因使用目的不同而异。
通过鼻胃管（经鼻插入胃内）可获取胃液标本，确定胃内是否有血液，或分析胃酸和酶的分泌情况，以及了解其他一些特征。对中毒的患者，通过分析胃液标本可确定中毒的毒物。有些病人，插管被留置胃内，如此可在数小时内获得更多的标本。
鼻胃管也可用作治疗，如向胃内灌注冷水有助于止血；通过鼻胃管吸出毒物或用活性炭中和毒物；对不能吞咽的病人，还能经鼻胃管灌入液体食物。
有时在鼻胃管的一端连接上抽吸装置，可用于持续抽吸胃内容物或气体，这有助于缓解消化道梗阻其他或消化道功能障碍时增高的腹压。
鼻肠管是一根更长的管子，从鼻插入，经过胃，置入小肠。可用于收集小肠内容物作为检查标本、持续抽吸肠液或供给食物。在管子末端加上一个特殊的小器械，则可用于取小肠活检（从小肠取一小块组织供检查）。活检取出的组织标本可作酶活性分析、显微镜检查或其他检查。因为胃和小肠对活检无感觉，因此这种活检操作是无痛的。
内镜检查
内镜检查是通过光纤管（内镜）来探查内部结构的一种方法。
内镜经口腔插入，可检查食管（食管镜检查）、胃（胃镜检查）和小肠（上胃肠道内镜检查）。内镜经肛门插入，可检查直肠、下段大肠（乙状结肠镜检查）和整个大肠（结肠镜检查）。
内镜直径大约为6～13mm，长度约为30～150cm。光学纤维的影像系统使内镜在提供光源和影像观察的同时还能弯曲。很多内镜还配备有一小钳子用于钳取组织标本，配有电极用于烧灼破坏异常组织。
医生通过内镜能够很好地观察消化道的内表面，可发现炎症、溃疡和异常新生物，通常还能取活检。内镜也可用于治疗。经内镜的小孔道可插入不同的器械。电烙用于封闭血管以止血或电切小的新生物。插入细针能注射药物到食管曲张静脉以止血。
在胃镜检查前，病人必须禁食几小时。因为胃内食物会影响医生的观察，还可能在检查时呕出来。在肠镜检查前，通常病人要服泻药和灌肠以清除所有的粪便。
内镜检查的并发症很少。虽然有可能引起损伤甚至胃肠道穿孔，但更常见的是仅有一点内表面的刺激和轻微出血。
腹腔镜检查
腹腔镜检查是用内镜在腹腔内进行的一种检查。
通常要在病人全麻下进行腹腔镜检查。对相应部位皮肤进行消毒后，在腹壁作一小切口，将内镜插入腹腔，观察有无肿瘤或其他异常，最后检查腹腔中各个器官，还可采集标本，甚至做修复手术。
X线检查
X线是胃肠道的常用检查方法。腹部平片是一种标准的腹部X线检查法，不需要病人作任何准备。通常能显示有无消化道梗阻或肠麻痹，或腹腔内气体的情况，还能显示长大的脏器，如肝脏、肾脏和脾脏。
钡剂造影检查常能提供更多的资料。病人吞入钡剂后，钡剂在X线片上呈白色，显现出消化道的轮廓，能显示食管、胃和肠道的形状和内表面情况。钡剂积聚在异常部位，可显示出溃疡、肿瘤、糜烂和食管静脉曲张。间断地拍摄X线照片可确定钡剂在胃肠道的通过情况，也可用胶卷拍摄下来供以后研究用。通过观察钡剂在胃肠道的通过情况，可以了解食管和胃的功能，确定它们的收缩是否正常，以及食物在胃肠道内有无梗阻。
钡剂也可经灌肠来显示下段大肠，能发现息肉、肿瘤或其他结构异常。这一检查可能引起病人腹部绞痛，产生轻至中度腹部不适。
吞下或灌肠的钡剂最终都会从粪便中排出，使粪便变为白色。因钡剂可引起明显的便秘，所以检查后应尽快排出钡剂。使用轻泻剂可加快钡剂的排出。
腹腔穿刺检查
腹腔穿刺是将一穿刺针刺入腹腔抽取液体的一种检查方法。
正常情况下，腹腔内胃肠道之外仅有很少量液体，但在某些情况下，如胃肠穿孔、肝脏疾病、癌症或脾破裂时，腹腔内可有液体积聚。医生可作腹腔穿刺获取标本进行分析或抽出多余液体。
在腹腔穿刺前，要作体格检查，有时还同时作超声波扫描以确定腹腔内是否有过多的液体。选一腹壁区域，通常在脐下，进行皮肤消毒和局部麻醉，然后用连接有空针的针头刺穿腹壁皮肤和肌肉，进入腹水聚积处，抽取少量腹水供化验，或抽取几升腹水以缓解腹胀。
腹部超声波检查
超声波扫描是利用声波来形成内部器官的图像，能显示许多器官的大小和形状，如肝脏和胰腺，还能显示这些器官内部的异常区域。它能探查体腔内积液的存在，但它并不是检查消化道腔内表面结构的好方法，所以它不能用来寻找胃、小肠或大肠的肿瘤和搜寻出血的原因。
超声波扫描是一种无痛性的检查方法，且无任何危险性。检查者（医生或技师）将一小探头置于病人腹壁，通过移动此探头而将声波导入腹腔的各个部位，其图像即显示在一监视屏上，并可记录在录像胶片上。
粪便隐血试验
引起消化系统出血的原因可以是一点轻微的炎症，也可以是如癌症一样的严重疾病。当出血量很大时，病人可呕吐血液，解鲜红色血便、或黑色、柏油样大便。若出血量太少而肉眼不可见，或不能引起大便颜色改变，则可用化学方法检查出来，这样可为溃疡、癌肿或其他异常提供线索。
作直肠检查时，在医生手指套上可获得少许粪便，将此标本置于浸有化学试剂的一张滤纸上，再加入另一化学试剂，若粪便中有血液存在，则会改变颜色。另一方法是病人将一小试验盒带回家，取三次粪便标本置于盒中滤纸上，装于特制容器内邮寄给医生作试验。如果发现隐血，则需要作进一步检查以寻找原因。