根據其皮疹的形態，分佈及發展過程等特點，結合流行學病情況，典型病例診斷不難，疑難病例的確診，有賴於病毒與血清免疫學的檢查。
1、血象
前驅期白細胞總數略低，淋巴細胞相對增多，膿皰期白細胞總數及中性粒細胞增多。
2、病原體檢查
（1）直接塗片檢查天花病毒包涵體：取皰疹液，或皰疹潰瘍底部拭子塗於玻片上，乾燥後用蘇木精-伊紅（H-E）染色，在光學顯微鏡下觀察上皮細胞的胞質，若系天花患者，可在其中查見天花病毒嗜酸性包涵體，但是，塗片陰性不能排除天花。
（2）電鏡檢查：自病變部取材，用電鏡觀察，天花病毒呈磚形，數小時內可確診。
（3）雞胚接種或細胞培養：取皰疹液，痂皮懸液，血或鼻咽部分泌物，接種於雞胚絨毛尿囊膜分離病毒，或接種猴腎細胞或羊膜細胞作培養，12h後即可見到多數微小包涵體，48h後包涵體顯著增大，有時可見核內包涵體。
3、血清學檢查
可用補體結合試驗，紅細胞凝集抑制試驗，中和試驗檢測患者血清是否存在有特異性抗體，以幫助診斷，天花患者早在病程第4天，血清中即可出現天花病毒抗體。於病後第7天，絕大部分患者補體結合試驗呈陽性反應，第10～11天效價可達1∶640，而有種痘史的非天花患者，效價很少超過1∶40;但是，倘若有種痘史的可疑患者在病程後期血清抗體效價比早期增長4倍，則具診斷價值。
4、病理變化
表皮有網狀變性，氣球狀變性或凝固性壞死，因網狀變性比較明顯，故大多產生多房性水皰，早期受累的細胞質內可找到Guamieri小體，為圓形或卵圓形，呈嗜伊紅性及Feulgen陽性，周圍常繞以不著色的透明區，此外，在陳舊皮損內常見到核內嗜伊紅包涵體，真皮內除有輕度炎症反應外，有時見出血。
注：此資訊源于網路收集，如有健康問題請及時咨詢專業醫生。