不安腿综合征患者需要进行多导睡眠监测检查，以及血清铁离子含量检查。
多导睡眠监测可以监测患者的心率、呼吸、血氧、脑电图以及肢体的肌肉活动等情况。不安腿综合征患者进行多导睡眠监测，可以发现睡眠中周期性的腿动的异常肌电图表现。不安腿综合征患者还可以发现有血清铁含量降低的情况。
但诊断不安腿综合征还是主要依靠典型的临床表现，即患者出现夜间睡眠中的难以描述的单下肢，或双下肢的不适感，如酸胀、疼痛等，以肢体远端为主。活动后症状可部分减轻或消失，再次入睡后上述症状可以再次出现。