Do oceny stanu zdrowia układu moczowego służą proste badania, takie jak: badanie ogólne moczu, stężenie kreatyniny w surowicy krwi z wyliczonym na jej podstawie wskaźnikiem filtracji kłębuszkowej (eGFR), stężenie mocznika, sodu i potasu. Badania te często pełnią rolę badań przesiewowych, wykonywanych u osób zdrowych. Jeśli zostaną stwierdzone w nich nieprawidłowości u osoby bez objawów chorobowych ze strony układu moczowego lub jeśli istnieją powody kliniczne, lekarz na podstawie wywiadu i otrzymanych badań podstawowych zleca diagnostykę odpowiednią do problemu medycznego, który zaistniał. Rozszerzona diagnostyka laboratoryjna chorób nerek obejmuje takie badania jak: posiew moczu, dobową zbiórkę moczu na białko lub inne substancje (potas, wapń, fosfor, kwas moczowy), OB/CRP, stężenie wapnia, fosforu, kwasu moczowego w surowicy krwi, morfologia, PTH, gazometria, proteinogram oraz specjalistyczne badania immunologiczne potrzebne do diagnostyki kłębuszkowych zapaleń nerek. Czasem istnieje potrzeba oceny powikłań, wynikających z choroby nerek i wówczas odpowiedniej modyfikacji panelu wykonywanych badań. Przydatna jest znajomość stężenia glukozy w surowicy, krwi, lipidogramu, AST, ALT, TSH, badań wirusologicznych (w kierunku wirusowych zapaleń wątroby). Nie są to jednak badania rutynowe, wykonywanie ich ma uzasadnienie jedynie w wybranych sytuacjach medycznych.

Podstawowym badaniem obrazowym służącym ocenie układu moczowego jest badanie USG. Jest ono łatwo dostępne, nieinwazyjne oraz w pełni bezpieczne dla osoby badanej, również dla kobiet w ciąży i małych dzieci. Dzięki niemu otrzymujemy informacje na temat wielkości i położenia nerek (najlepiej, gdy podane są wymiary nerek określone w centymetrach), ich budowy, obecności zmian takich jak: torbiele, złogi, zmiany, lite guzy, wady rozwojowe. Widoczne są też zmiany wynikające z zaburzeń odpływu moczu z nerek, polegające na poszerzeniu miedniczek nerkowych i moczowodów. Wykonanie badania USG układu moczowego z wypełnionym pęcherzem moczowym (przed badaniem należy wypić płyny, by zgromadzić mocz w pęcherzu) umożliwia podstawową ocenę pęcherza moczowego, pomiar jego pojemności oraz ujawnienie nieprawidłowości takich jak: guzy/ naciek ściany pęcherza, uchyłki. Obecne tu stany chorobowe mogą stanowić wskazanie do dalszych badań, np. cystoskopii czyli wziernikowania pęcherza moczowego, które daje możliwości dokładnej diagnostyki tego narządu.  

W zależności od problemu medycznego wykonuje się szereg innych badań obrazowych i czynnościowych nerek i układu moczowego, które pozwalają na bardziej precyzyjną ocenę. Do badań tych należą: USG,  doppler tętnic nerkowych, RTG przeglądowe jamy brzusznej, cystoskopia, cystografia mikcyjna, pielografia, urografia (obecnie coraz rzadziej wykonywana), tomografia komputerowa, rezonans magnetyczny, angiografia, scyntygrafia nerek.

Badaniem inwazyjnym jest biopsja nerki, wykonywana w warunkach hospitalizacji. Wskazaniami do jej wykonania są: duża utrata białka z moczem, tzw. zespół nerczycowy, krwinkomocz/krwiomocz, ostra i przewlekła niewydolność nerek, uszkodzenie nerek towarzyszące inny chorobom, takim jak np. RZS, toczeń układowy, cukrzyca. Wykonuje się też biopsję nerki przeszczepionej, zwłaszcza przy pogorszeniu jej funkcji czy podejrzeniu jej odrzucania.

Badania przesiewowe krwi, moczu i USG układu moczowego warto wykonywać co rok. W przypadku obecności choroby nerek/ układu moczowego o częstotliwości wykonywania badań decyduje lekarz.