CMV主要可在免疫功能低下的患者尿液，其他体液或组织中分离得到。然而，感染CMV后，病毒可数月或数年地被排出而不发病，对CMV培养阳性结果的解释需要考虑宿主个体和疾病的表现。活检显示CMV引起的病理变化对发现浸润性病变很重要。CMV抗原或DNA的快速诊断方法是较有前途的技术。
先天性感染应与细菌性，病毒性（如风疹）和原虫（如弓形虫）感染相鉴别。婴儿的诊断最好采用尿培养。
巨细胞病毒单核细胞增多症必须与病毒性肝炎，Epstein-Barr病毒和其他单核细胞增多症样综合征相鉴别。无咽炎以及嗜异性抗体试验阴性有助于区分原发性CMV单核细胞增多症与Epstein-Barr病毒感染，但两者均有发热和非典型淋巴细胞增多症。CMV抗体的检测可证实血清转换。
