O paciente que apresenta sintomas clínicos da doença (ronco, sonolência diurna, etc) deve realizar um estudo do sono através da polissonografia. A polissonografia é o exame de escolha no diagnóstico da apnéia obstrutiva do sono e consiste no registro das variáveis fisiológicas durante o sono como a atividade elétrica cerebral, movimento dos olhos, tônus muscular, fluxo de ar oral e nasal, esforço respiratório, movimentos de pernas, oxigenação do sangue (oximetria). Este exame além de diagnosticar irá determinar a gravidade da patologia.

A polissonografia irá determinar se seu sono é normal e apresenta quantidade de sono profundo suficiente, se apresenta pequenos despertares fragmentando o sono, controle da respiração, medindo a intensidade do fluxo de ar nasal e bucal regitrando se há interrupção no fluxo (paradas respiratórias), registrando o movimento de tórax e abdome, registro de ronco, se este é de forte intensidade ou intermitente, quantidade de oxigênio no sangue através de sensores digitais totalmente não invasivos, controle da movimentação do corpo durante o exame com monitoramento do movimento do tórax e pernas.