Los síntomas visuales de la deficiencia de nitrógeno hacen que pueda ser relativamente fácil de detectar en algunas especies de plantas. Los síntomas incluyen un pobre crecimiento de la planta, y las hojas se vuelven de color verde pálido o amarillo porque son incapaces de producir suficiente clorofila. Se dice que las hojas en este estado son cloróticas. Las hojas inferiores (las más viejas) son las primeras en mostrar los síntomas, ya que la planta traslada el nitrógeno de los tejidos más viejos a los más jóvenes. No obstante, se ha informado de que las plantas muestran síntomas de deficiencia de nitrógeno en diferentes partes. Por ejemplo, la deficiencia de nitrógeno en el té se identifica por el retraso en el crecimiento de los brotes y el amarillamiento de las hojas más jóvenes.

Sin embargo, estos síntomas físicos también pueden ser causados por otros numerosos estreses, como las deficiencias de otros nutrientes, la toxicidad, las lesiones por herbicidas, las enfermedades, los daños por insectos o las condiciones ambientales. Por lo tanto, la deficiencia de nitrógeno se detecta de forma más fiable realizando pruebas cuantitativas además de evaluar los síntomas visuales de las plantas. Estas pruebas incluyen pruebas de suelo y de tejido vegetal.

Las pruebas de tejido vegetal toman muestras destructivas de la planta de interés. Sin embargo, la deficiencia de nitrógeno también puede detectarse de forma no destructiva midiendo el contenido de clorofila.

Las pruebas de contenido de clorofila funcionan porque el contenido de nitrógeno de la hoja y la concentración de clorofila están estrechamente relacionados, lo que sería de esperar ya que la mayoría del nitrógeno de la hoja está contenido en las moléculas de clorofila. El contenido de clorofila puede detectarse con un medidor de contenido de clorofila; un instrumento portátil que mide el verdor de las hojas para estimar su concentración relativa de clorofila.

El contenido de clorofila también puede evaluarse con un fluorómetro de clorofila, que mide la relación de fluorescencia de la clorofila para identificar los compuestos fenólicos que se producen en mayor cantidad cuando el nitrógeno es limitado. Por lo tanto, estos instrumentos pueden utilizarse para comprobar de forma no destructiva la deficiencia de nitrógeno.