细胞因子风暴的实验室检查结果因人而异，并受到基础病因的影响。普遍观察到非特异性炎症标志物（如C反应蛋白）升高，且与疾病的严重程度相关。此外，许多患者表现出高甘油三酯血症以及各种血细胞计数的异常，如白细胞增多、白细胞减少、贫血、血小板减少，同时铁蛋白和D-二聚体水平也有所升高。这些变化很可能是由细胞因子诱发的骨髓内细胞生成和动员变化、免疫介导的破坏以及趋化因子诱导的迁移等多种复杂因素相互作用所导致的。

通常，细胞因子风暴患者的血清炎症细胞因子水平显著升高，如干扰素γ（或CXCL9和CXCL10，干扰素γ诱导的趋化因子）、白介素-6、白介素-10和可溶性白介素-2受体α（T细胞激活的标志物）。在CART细胞疗法诱发的细胞因子风暴和其他几种细胞因子风暴疾病中，可观察到血清白介素-6水平显著升高。

评估细胞因子风暴患者的目标主要包括：确定基础疾病（并排除可能与细胞因子风暴有相似表现的疾病），评估疾病的严重程度，以及预测患者的临床轨迹。为此，对所有细胞因子风暴疑似病例应进行全面的感染检查以及肾功能和肝功能的实验室评估。同时，测定炎症急性期生物标志物（如CRP和铁蛋白）以及血细胞计数，因为这些指标与疾病的活动度有关。如果需要进行呼吸评估，应进行动脉血气分析。虽然细胞因子曲线可能有助于确定相对于基线值的趋势，但获得这些结果通常需要一段时间，因此无法成为即时检查的一部分，也无法指导治疗决策。

值得注意的是，确定细胞因子风暴的基础疾病可能比较困难，因为细胞因子风暴并非排除性诊断，而且可能涵盖多种疾病。例如，患者可能同时患有脓毒症和细胞因子风暴。区分医源性原因（如CART细胞疗法）导致的细胞因子风暴和全身感染引起的细胞因子风暴至关重要，因为对败血症患者使用免疫抑制治疗可能有害。遗憾的是，仅仅根据临床表现很难区分这两种病因。在CART细胞疗法导致的细胞因子风暴患者体内，血清细胞因子的升幅通常超过脓毒症导致的细胞因子风暴患者，后者循环系统内的白介素-1β、降钙素原和内皮损伤标志物水平通常较高。因此，综合使用各种检测方法排除感染并测定血清细胞因子可能有助于确定细胞因子风暴的病因。然而，CART细胞疗法和其他非感染性原因也可能与感染同时存在，而感染也可能在治疗过程中发生，因此需要持续监测感染情况。