백일해 진단은 전형적인 경련성 기침과 반복적인 기침, 점성 가래의 객담, 그리고 발작 말미에 종종 구토를 동반한 얼굴 부기를 기준으로 합니다. 혀의 설소대에 궤양이 관찰될 수 있습니다. 진단에 매우 중요한 것은 질병 기간의 연속적인 변화입니다. 즉, 카타르, 경련성, 호전, 그리고 혈액학적 변화입니다. 백혈구 증가증과 림프구 증가증이 나타나고 적혈구수치는 정상입니다.
백일해는 그람 음성 간균(구균)인 백일해균에 의해 발생합니다. 이 균은 섬세한 캡슐을 가지고 있으며, 움직이지 않고, 엄격한 호기성이며, 외부 영향에 매우 민감합니다. 직사광선에 노출되면 1시간 이내에 사망하고, 소독제에 노출되면 몇 분 이내에 외독소(백일해 독소, 림프구 증가 자극 인자)를 생성합니다.