Penelitian diagnostik merupakan sebuah desain penelitian yang sering dibutuhkan dalam kedokteran dan kesehatan. Metode penelitian ini dilakukan untuk mencari sebuah prosedur pemeriksaan atau metode baru yang dimungkinkan dapat menggantikan prosedur pemeriksaan standar. Prosedur atau metode pemeriksaan yang baru yang diteliti dan dianalisis adalah metode yang diyakini lebih sederhana, lebih praktis, atau lebih murah secara ekonomis sehingga memang dapat dijadikan alternatif dari pemeriksaan standar tersebut. Misalnya untuk menegakkan diagnosis suatu keganasan atau kanker, perlu dilakukan pemeriksaan patologi anatomi atau histopatologi, yang tidak selalu tersedia dan memerlukan waktu yang relatif lama untuk mendapatkan hasilnya. Kemudian dicari pemeriksaan laboratorium yang lebih sederhana yang dapat dilakukan di daerah sebagai skrining awal sebelum pemeriksaan standar dan diagnosis pasti dilakukan.