不安腿综合征主要依靠临床症状进行鉴别和检查。
⑴静坐不能症(akathisia)：大多数是长期使用抗精神疾病药物和稳定药物的人的不良反应，有时甚至少量使用，患者经常抱怨他们的焦虑，腿和脚不能着地，严重的患者经常反复站立，来回走动，症状比白天更明显。抗焦虑治疗有效，部分患者头部MRI可见基底节区铁的异常沉积。
⑵睡眠中周期性腿动(periodic leg movement in sleep)：夜间睡眠时，两侧足部肌肉周期性不随意运动。常与不安腿综合征同时存在，或在某些情况下是不安腿综合征的前兆。它们有共同的病理和生理基础。当它们单独发生时，它们不会伴有异常由于下肢运动而醒来，患者经常抱怨失眠。
⑶下肢疼痛足趾运动症(painful legs and moving toes)：下肢和脚痛，伴有不适，脚趾特征性不随意运动，可出现一侧或两侧肢体，患者下肢可出现异常疼痛，常可持续存在。下肢不随意运动主要表现为脚趾伸展、内外旋转、足关节屈伸，不同于不安腿综合征疼痛的性质和特征。常见于脊髓和神经末梢疾病，如疼痛、腰痛、坐骨神经痛等。
⑷四肢感觉异常(acroparesthesia)：晚上睡觉时手指和脚指麻木，针刺痛，经常因疼痛而醒来。成年女性很常见。
(5)夜间阵发性腿痛肌肉痉挛(Cramp)：常表现为夜间睡眠中突然出现的小腿肌肉疼痛，活动或按摩后有所改善，但多为单侧发病，发病时可感觉到疼痛的肌肉挛缩。其他需要鉴别的疾病包括糖尿病周围神经病变、下肢血管病变、老年性瘙痒、风湿性关节炎、腰椎病等。
虽然不安腿综合征的诊断和检查主要取决于临床症状，但辅助检查可以排除血清铁蛋白、转铁蛋白、血清铁结合力、肾功能、血糖等继发性原因；在某些情况下，可能需要检查头部MRI、脑电图、肌电图、多导睡眠图、腰椎CT或MRI、下肢血管彩色多普勒超声等。对于症状较短的患者，应检查血糖、血清铁、铁蛋白、叶酸、维生素B肌酐、促甲状腺激素等。
