La diagnosi di esofagite eosinofila è una diagnosi clinica ed istologica, che richiede biopsie della mucosa dell'esofago ottenute durante l'esecuzione dell'esofagogastroduodenoscopia. La normale mucosa esofagea non presenta alcun infiltrato di granulociti eosinofili. Al contrario nella esofagite eosinofila, gli eosinofili inflitrano ampiamente l'epitelio. Per effettuare la diagnosi si richiede l'osservazione microscopica di almeno 15 granulociti eosinofili per campo ad alto ingrandimento (High Power Field, HPF)