从历史发展看，等离子体诊断学渊源于光学天文观测。以恒星发射的可见光为起点的天文观测现在已发展成为包括射频电磁波、红外线、紫外线、X 射线、γ射线以及各种粒子在内的天文等离子体诊断，它是天体测量学和天体物理学的一个重要基础。19世纪以来，气体放电的研究，提供了等离子体的实验室观测。核爆炸性能的确定要依靠对爆炸形成的等离子体的诊断。现代高空飞行器和航天技术以及无线电通信技术的发展，也对等离子体诊断起了促进作用。当前，受控热核聚变和空间开发等研究和应用的需要，正在进一步推动等离子体诊断学的发展。

　　等离子体诊断技术是随着等离子体科学的进展而发展起来的。20世纪初，开始观测宇宙等离子体。20年代，为了研究气体放电，开创了实验室等离子体诊断。从50年代起，在受控热核反应和空间技术研究的推动下，等离子体诊断的研究进入全盛时期。

　　探针法  将实体探针放入等离子体中以获得所需参量，是等离子体诊断的基本手段之一。此法可以得到有关等离子体内部细致结构的信息和各种参量的分布情况。缺点是会干扰被测等离子体，例如改变流动图像，形成空间电荷包鞘，产生杂质污染等。此法应用的探针有三种：

　　电导率探针  由磁场线圈和探测线圈组成。它利用磁场和等离子体相互作用原理来确定等离子体的电导率。

　　静电探针  它是一种金属电极。通过电路将偏置电压加在探针和补偿电极（如等离子体的金属器壁或放电电极等）之间，探针就从等离子体中收集带电粒子，形成电流。

　　磁探针  它是一个探测线圈。当其中的磁通量发生变化时，线圈中便产生感应电动势，从而给出等离子体中当地磁场的时间变化率。

　　微波法  利用电磁波频谱中的微波与等离子体相互作用的原理来测量等离子体参量的方法。微波在等离子体中传播时,会使微波器件的工作状态发生变化（如值下降等），并发生吸收、相移以及反射、折射、散射等过程。相应的衰减量、相移量和反射量等物理量可由实验测定，而它们对等离子体的电子密度、碰撞频率等参量的依赖关系则可由理论分析给出。基于这类现象的诊断称为微波传输测量，它分为空腔法和自由传播法两种。

　　激光干涉法  激光具有功率大、亮度高、单色性好、方向性强和偏振度好等优点，是十分优良的相干光源。用它作马赫－曾德尔干涉仪、迈克耳孙干涉仪等一般光学干涉仪的光源，可使干涉仪易于调节，使用方便。有些新型干涉仪其中作光源的激光器兼作探测器，因而结构简单，灵敏度高。激光干涉法可以直接测量等离子体的折射率，并确定等离子体的密度和温度等参量。