嗜睡症可以通过对典型阶段进行的发生过程和对多层次睡眠潜伏测试时通宵的睡眠研究结果诊断出来。睡眠研究可以核实引起白天睡意过多的其他原因，如睡眠被剥夺、睡眠呼吸暂停和心情消沉等。多层次睡眠的潜伏测试是在睡眠研究所进行的，通常在睡眠后进行研究。有人通过使用多眠图仪设备对脑电波、眼动次数、肌肉活动情况、心脏跳动、血氧水平和呼吸情况进行电子控制。这种测试一般在得到充足的夜间睡眠后进行，这样结果比较清晰。
多层次睡眠潜伏测试包括四次20分钟小睡的机会，这些机会之间彼此相隔2个小时，均匀地分散在一天当中。嗜睡的人大约5分钟或用不到5分钟就能入睡，四次小睡中至少有两次会发生向REM睡眠的过渡。对比之下，正常人一般需要12～14分钟才能入睡，并且在这样的小睡中不会进入REM睡眠阶段。
