El diagnóstico del ojo seco requiere el examen de la superficie del ojo (superficie ocular) con un biomicroscopio (también llamado lámpara de hendidura). Este instrumento óptico proporciona una imagen ampliada de la película lagrimal, la superficie ocular y los párpados, y permite un examen cuidadoso de las partes anteriores del ojo, incluyendo la cámara anterior y el iris. La aplicación de tintes no tóxicos en la superficie ocular (en forma de gotas) puede facilitar la evaluación de la película lagrimal y demostrar las zonas dañadas en la superficie ocular. El verde de lisamina se utiliza para demostrar los cambios en la superficie ocular asociados a un flujo lagrimal insuficiente y a una sequedad excesiva. Las células desvitalizadas y las hebras de tejido superficial desvitalizado (filamentos) pueden visualizarse con esta tinción. Se ha desarrollado un sistema de puntuación para calificar la gravedad de estos cambios y es útil para supervisar el tratamiento del ojo seco a lo largo del tiempo. La fluoresceína es un segundo colorante que se dispersa en la película lagrimal. Cuanto más tiempo dure la dispersión uniforme del colorante de fluoresceína en la película lagrimal, mejor será la calidad de ésta. El tiempo que tarda esta película lagrimal en «romperse» es una medida importante de la integridad de la película lagrimal. La fluoresceína también permite detectar pequeñas zonas de la córnea en las que se han perdido las células de revestimiento debido a la sequedad o a otras formas de daño.
Los colorantes fluoresceína y verde lisamina utilizados para la tinción ocular pueden causar cierta irritación leve. Una mancha verde en la superficie de los ojos puede estar presente durante varias horas.