典型VKC的诊断非常容易，但对于某些非典型病例则具有一定的困难。下述试验和检查措施可能有助于诊断。变应性试验可用于特应性或全身性变应性疾病，有时也可用于顽固性VKC患者。

1.结膜细胞学 结膜刮片有助于变应性眼病的诊断。正常人结膜不含有嗜酸性粒细胞或嗜酸性颗粒。因此，在结膜刮片的Giemsa染色中如发现嗜酸性粒细胞或嗜酸性颗粒，将提示局部有变应性过程发生。结膜活检组织在电镜下发现有肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞和(或)嗜酸性粒细胞颗粒，也具有相同的临床价值。利用电镜技术可以对肥大细胞及其颗粒进行鉴定和计数。在VKC患者，许多肥大细胞发生了广泛性的脱颗粒，从而使其在光镜下难以辨认。

2.泪液的组成 泪液的改变具有重要的临床意义。泪液内嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞或淋巴细胞数量增加，提示存在变应性状态。在变应性眼病患者，偶尔也检测到组胺水平的升高，但VKC患者并不存在这种升高。VKC患者的血清和泪液中IgE的水平高于正常。

泪液中类胰蛋白酶的水平可以反映肥大细胞参与变应性眼病的程度。对正常人、VKC患者、其他变应性眼病或非变应性炎症性疾病患者在未受刺激情况下泪液类胰蛋白酶的水平进行了检测，另外也检测了由普通变应原、滴入化合物48/80或揉眼刺激后泪液类胰蛋白酶水平的变化。发现变应性眼病患者非刺激性泪液类胰蛋白酶水平明显增高，而特应性个体在眼局部使用变应原和化合物48/80，或正常个体在使用化合物48/80刺激和揉擦外伤后，仅出现轻微的增高。类胰蛋白酶是肥大细胞参与疾病过程的前兆。因此，测定其水平可以作为肥大细胞参与春季结膜炎和其他变应性眼病有用的指标。

干燥性角结膜炎患者，其泪液乳铁蛋白和溶菌酶浓度皆下降。VKC或巨乳头结膜炎(GPC)患者泪液中的乳铁蛋白浓度下降，但溶菌酶水平却保持正常。这种乳铁蛋白下降而溶菌酶正常的水平偏离模式可能是VKC和GPC的独特现象，其原因有待进一步研究。

VKC在性质上属于增殖性疾病，其特征为透明结缔组织的形成增加。在结膜中，肥大的乳头被覆以增生的上皮细胞。杯状细胞数量增加。每一个乳头都有1个中央血管束。中央血管被炎性细胞浸润的水肿组织所包裹，其浸润细胞主要有浆细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和淋巴细胞。可以观察到组织细胞和嗜中性粒细胞的主动吞噬过程。在角巩膜缘区，结膜上皮和上皮下纤维血管性结缔组织发生增殖，并被数种细胞浸润。结果形成了胶质结节。某些受累角巩膜缘区的Homer-Trantas结节富有嗜酸性粒细胞。

嗜酸性粒细胞变性、结缔组织透明化和实质层的新生血管化将最终导致毛细血管内皮细胞的水肿和增殖。在乳头上有多达10层水肿的上皮细胞，而在角巩膜缘区的球结膜处则更多达30～40层。结膜上皮层在乳头顶部变薄，该区有点状着色。

一般认为VKC的角膜表现起因于结膜的摩擦，但因肥大细胞和嗜酸性粒细胞脱颗粒而引起化学毒性也是造成角膜改变的重要因素。在正常情况下，肥大细胞位于结膜的实质层。在春季结膜炎时，肥大细胞可以出现于受累的结膜上皮并发生脱颗粒。角膜上皮细胞的变性和脱落可以造成点状角膜病变。

免疫组织化学分析显示，结膜内具有大量的辅助性T细胞，辅助性T细胞/抑制性T细胞的比率(CD4/CD8)发生逆转，且含有大量的Langerhans细胞。受累区结膜内含有许多分泌IgE的浆细胞。许多活化的T细胞表达CD25(IL-2受体)。由这些免疫活性细胞所分泌的γ-IFN和其他细胞因子可以诱导上皮细胞表达HLA-Ⅱ类抗原。VKC结膜内的大多数T细胞属于Th2型细胞，可以产生辅助IgE合成的IL-4。IL-4是肥大细胞和B细胞的生长因子。因此，Th2型细胞可能促使了肥大细胞和B细胞在VKC结膜中的聚集。