Chẩn đoán ngộ độc thủy ngân nguyên tố hoặc thủy ngân vô cơ liên quan đến việc xác định lịch sử phơi nhiễm, phát hiện vật lý và gánh nặng thủy ngân tăng cao. Mặc dù nồng độ thủy ngân toàn máu thường dưới 6 μg/L, chế độ ăn nhiều cá có thể dẫn đến nồng độ thủy ngân trong máu cao hơn 200 μg/L; Việc đo các mức này đối với các trường hợp nghi ngờ nhiễm độc nguyên tố hoặc vô cơ là không hữu ích vì thời gian bán hủy ngắn của thủy ngân trong máu. Nếu tiếp xúc là mạn tính, có thể đạt được mức nước tiểu; Mẫu đo trong vòng 24 giờ đáng tin cậy hơn mẫu đo tại chỗ. Rất khó hoặc không thể giải thích các mẫu nước tiểu của bệnh nhân trải qua liệu pháp thải kim loại nặng, vì chính liệu pháp này làm tăng mức thủy ngân trong các mẫu đo.[39]

Chẩn đoán ngộ độc thủy ngân hữu cơ khác nhau trong phân tích máu đầy đủ hoặc phân tích tóc là đáng tin cậy hơn so với mức thủy ngân trong phân tích nước tiểu.[39]