Ocenia się stan pobudzenia oraz umiejętność komunikacji i wchodzenia w relacje z nową osobą. Kolejnym etapem diagnozy jest Obserwacja Kliniczna. Jest to szereg prostych prób aktywności głównie ruchowych. Próby te pomagają ocenić jak dziecko kontroluje pracę swoich mięśni, jak odbiera wrażenia z ruchu, mięśni, skóry, jak koordynuje ruchy swojego ciała, jak pracują jego oczy, czy potrafi zaplanować nowe ruchy i czynności. Wyniki wykonania zadań wskazują na stopień zaburzeń przetwarzania sensorycznego lub ich brak. Są oceniane i na ich podstawie wyciąga się wnioski dotyczące procesów Integracji Sensorycznej. U starszych dzieci, od 4 roku życia, współpracujących i nie obciążonych upośledzeniem umysłowym, przeprowadza się Testy Południowo – Kalifornijskie. Pozwalają one ocenić poziom dojrzałości zmysłowej i ich integrację oraz czy dziecko rozwija daną umiejętność na poziomie swojego wieku. Składają się one z kilku podtestów. Na ostatnim spotkaniu przekazuje się rodzicom dziecka diagnozę, omawiając i wyjaśniając problematyczne obszary w zakresie przetwarzania sensorycznego. Spotkanie to odbywa się bez obecności dziecka. Sporządzona diagnoza umożliwia skonstruowanie spersonalizowanego dla dziecka planu terapii integracji sensorycznej. W ramach opracowanego planu ustala się również dietę sensoryczną, w celu uzyskania prawidłowej organizacji układu nerwowego – przede wszystkim właściwej pracy układu przedsionkowego, dotykowego oraz proprioceptywnego.