Die visuellen Symptome von Stickstoffmangel bedeuten, dass er bei einigen Pflanzenarten relativ leicht zu erkennen ist. Zu den Symptomen gehört ein schlechtes Pflanzenwachstum, und die Blätter werden blassgrün oder gelb, weil sie nicht genügend Chlorophyll bilden können. In diesem Zustand werden die Blätter als chlorotisch bezeichnet. Die unteren Blätter (ältere Blätter) zeigen die Symptome zuerst, da die Pflanze Stickstoff aus den älteren Geweben in die wichtigeren jüngeren verschiebt. Es wird jedoch berichtet, dass Pflanzen an verschiedenen Stellen Stickstoffmangelsymptome zeigen können. So ist Stickstoffmangel bei Tee beispielsweise an einem verzögerten Triebwachstum und einer Vergilbung der jüngeren Blätter zu erkennen.

Diese physischen Symptome können jedoch auch durch zahlreiche andere Stressfaktoren verursacht werden, wie z. B. Mangel an anderen Nährstoffen, Toxizität, Herbizidschäden, Krankheiten, Insektenschäden oder Umweltbedingungen. Daher lässt sich Stickstoffmangel am zuverlässigsten nachweisen, indem neben der Beurteilung der visuellen Symptome der Pflanzen auch quantitative Tests durchgeführt werden. Zu diesen Tests gehören Bodentests und Pflanzengewebetests.

Bei Pflanzengewebetests wird die betreffende Pflanze entnommen. Stickstoffmangel kann jedoch auch zerstörungsfrei durch Messung des Chlorophyllgehalts festgestellt werden.

Chlorophyllgehaltstests funktionieren, weil der Stickstoffgehalt der Blätter und die Chlorophyllkonzentration eng miteinander verbunden sind, was zu erwarten wäre, da der größte Teil des Blattstickstoffs in Chlorophyllmolekülen enthalten ist. Der Chlorophyllgehalt kann mit einem Chlorophyllgehalt-Messgerät ermittelt werden, einem tragbaren Instrument, das die Grünfärbung der Blätter misst, um ihre relative Chlorophyllkonzentration zu schätzen.

Der Chlorophyllgehalt kann auch mit einem Chlorophyll-Fluorometer bewertet werden, das das Chlorophyll-Fluoreszenzverhältnis misst, um phenolische Verbindungen zu identifizieren, die bei Stickstoffmangel in größeren Mengen produziert werden. Mit diesen Instrumenten kann daher zerstörungsfrei auf Stickstoffmangel getestet werden.