Os sintomas visuais de deficiência de nitrogênio significam que pode ser relativamente fácil de detectar em algumas espécies de plantas. Os sintomas incluem mau crescimento das plantas, e as folhas tornam-se verdes pálidas ou amarelas porque não conseguem fazer clorofila suficiente. Diz-se que as folhas neste estado são cloróticas. As folhas inferiores (folhas mais velhas) mostram os sintomas primeiro, visto que a planta moverá o nitrogênio dos tecidos mais velhos para os mais importantes e mais jovens. No entanto, as plantas apresentam sintomas de deficiência de nitrogênio em diferentes partes. Por exemplo, a deficiência de nitrogênio do chá é identificada pelo crescimento retardado de rebentos e amarelecimento das folhas mais jovens.

No entanto, estes sintomas físicos também podem ser causados por numerosas outras tensões, tais como deficiências em outros nutrientes, toxicidade, lesões por herbicidas, doenças, danos causados por insetos ou condições ambientais. Portanto, a deficiência de nitrogênio é detectada de forma mais confiável através da realização de testes quantitativos, além de avaliar os sintomas visuais das plantas. Estes testes incluem testes de solo e teste de tecido vegetal.

Testes de tecido vegetal amostram de forma destrutiva a planta de interesse. Entretanto, a deficiência de nitrogênio também pode ser detectada não destrutivamente medindo o conteúdo de clorofila.

Testes de conteúdo de clorofila funcionam porque o conteúdo de nitrogênio foliar e a concentração de clorofila estão intimamente ligados, o que seria esperado uma vez que a maioria do nitrogênio foliar está contida em moléculas de clorofila. O teor de clorofila pode ser detectado com um medidor de teor de clorofila; um instrumento portátil que mede o verde das folhas para estimar sua concentração relativa de clorofila.

O teor de clorofila também pode ser avaliado com um fluorômetro de clorofila, que mede uma razão de fluorescência de clorofila para identificar compostos fenólicos que são produzidos em maiores quantidades quando o nitrogênio é limitado. Esses instrumentos podem, portanto, ser usados para testar de forma não destrutiva a deficiência de nitrogênio.