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WBC 计数异常（即高于或低于该年龄的正常范围，或者未成熟白细胞数占比＞10%）是全身炎症反应综合征的核心诊断标准之一。[3] 但是，对于脓毒症的诊断，WBC 计数升高或降低均不具有特异性。
在脓毒症情况下，如果伴有凝血障碍，血小板减少（即，血小板计数＜80,000/μL 或在过去 3 日内从最高值降低 50%）提示存在弥散性血管内凝血。
存在差异
低血糖阈值定义：中度低血糖是血糖水平为 2.0-3.0 mmol/L [36-45 mg/dL]；严重低血糖是血糖水平为＜2.0 mmol/L [＜36 mg/dL]。[70]
高血糖是常见的部分脓毒症应激反应。 作为皮质类固醇治疗的副作用，该症状也会出现。 低血糖还可能因糖原存储耗尽而引发。
存在差异
许多患脓毒症的婴儿和年幼儿童都患有原发性菌血症，因此血培养通常是重要的检查手段。
如果怀疑存在脓毒症，则应尽快进行血液培养，最好是在使用抗生素前。
血培养的敏感性与提取的血量成正比。 当在新生儿中使用新生儿需氧菌培养瓶时，通过静脉穿刺术或新近插入的血管导管（动脉或静脉）抽取不少于 1 mL 的血液来辅助诊断菌血症。[54] 当使用标准需氧培养瓶时，至少需要 4 mL 血液以获得 48 小时有效的阴性培养。 有时，建议进行两组培养以鼓励临床医生分别从留置管（例如中央导管）和周围部位提取培养。
应每隔 12-24 小时检查血液培养结果；大多数阳性结果均可在 48 小时内查出，并且许多结果均会在 24 小时内呈阳性。[55]
血培养呈阳性可确认菌血症，并提供包括对抗生素的敏感性在内的病原体的相关信息
对于有提示尿路感染症状的较年长儿童，应考虑进行尿液分析。
在尿路感染时，亚硝酸盐和白细胞可能呈阳性
在所有患脓毒症的新生儿中，应考虑将尿液取样（针对尿亚硝酸盐取样、显微镜检查、革兰染色和培养）作为初始检查，不过出生后第一周的尿培养呈阳性可能仅反映严重的菌血症。
在液体复苏前，有可能不可行。
尿液培养呈阳性可证实细菌性尿路感染，并且能提供包括对抗生素敏感性在内的病原体相关信息
虽然儿童在急诊室中很少会提取动脉血气，但是常可通过毛细血管或静脉血气来获得临床有用的信息。
大规模碱基缺乏是严重脓毒症的关键标志物，并且可能是提供该疾病严重程度线索的第一个标志物。
高碳酸血症或低氧血症均支持诊断为呼吸系统功能障碍。[3]
低氧血症：P/F 比率（PaO₂/吸入氧浓度 [FiO₂]）＜300（不存在发绀性心脏病或未患有肺病）。
高碳酸血症：PaCO₂＞65 mmHg，或者基线水平以上 20 mmHg。
对高 FiO₂ 的需求提示存在与脓毒症有关的呼吸衰竭。[3]
大规模碱基缺乏；低氧血症和/或高碳酸血症。
血清乳酸盐升高指示了供氧不足，这在脓毒症情况中提示存在脓毒性休克。[3] 重症监护治疗时，乳酸升高的严重程度可能提示即将发生急性肾损伤。[71]
运用动脉取样能够最为可靠地评估乳酸盐，因此应谨慎解读静脉和动脉的乳酸盐情况。
升高
血清电解质经常紊乱。 应在基线定期测量直至患者情况好转。
紊乱
血清肌酐升高（即，血清肌酐＞2 倍正常上限或血清肌酐增加＞2 倍基线水平）提示存在与脓毒症有关的急性肾损伤。[3]
升高
胆红素升高（新生儿年龄范围外）和/或在确认或怀疑感染时有丙氨酸氨基转移酶升高提示存在与脓毒症有关的肝功能异常。[3]
异常
CRP 是一种生物标志物，有助于诊断和监测脓毒症以及脓毒性休克。其特异性不如血清降钙素原，但是可用性更为广泛。脓毒症发生与 CRP 上升之间可能存在一个迟滞期。
升高
在疑似脓毒症的情况下，患呼吸性窘迫的婴儿和幼儿应接受胸部 X 线检查以评估肺部变化，例如支气管肺炎中的大叶性肺炎。
往往延迟，直至建立呼吸机支持。
可展示感染病灶，尤其是在年龄较大的儿童中
如果怀疑患有脑膜炎，并且没有紫癜性或瘀点样皮疹，则临床医师应在儿童情况稳定并可安全接受腰椎穿刺术时，考虑进行该操作（以进行脑脊液蛋白和葡萄糖浓度检测、革兰染色显微镜检查和细菌培养）。[54]
英国国家卫生与临床优化研究所脓毒症指南的建议指出，对于 1 月龄以内的疑似脓毒症婴儿以及所有 1 至 3 月龄出现身体不适或者白细胞计数＜5×10⁹/L 或＞15×10⁹/L 的所有婴儿，应进行腰椎穿刺。[44]
对于患重症脓毒症的儿童，在病情稳定之间，通常禁忌行腰椎穿刺。
脑脊液培养呈阳性可证实细菌性脑膜炎，并提供包括对抗生素敏感性在内的病原体相关信息；蛋白水平可能偏高；葡萄糖水平可能偏低
可予以考虑，以帮助确诊脑膜炎球菌性脓毒症的模糊或疑似临床病例；但是，尚不够普及。
脑膜炎奈瑟菌感染时呈阳性
对于接受重症监护且疑似患有呼吸机相关性肺炎的儿童，可考虑支气管肺泡灌洗取样，以进行显微镜检查和培养。
培养呈阳性可确认细菌感染，并提供包括对抗生素的敏感性在内的病原体的相关信息
新生儿单纯疱疹感染（中枢神经系统或弥漫性）非常少见，但是在患重症脓毒症的儿童中，是一项重要的考虑因素。
如果可能存在新生儿单纯疱疹感染，则考虑要求进行该项检查。
阳性（中枢神经系统或弥漫性 HSV 感染）
一个关键问题（尤其在重症监护病房中）是鉴别脓毒症与非感染性全身炎症反应综合征（或器官功能障碍），在此情况下，临床体征可能对诊断无帮助。最常用于该目的的两种生物标志物是 CRP 和血清降钙素原。血清降钙素原在该领域显示出最大的潜力，[60] 在新生儿和较年长的儿童中，可显示出比 CRP 更高的脓毒症诊断准确度。[61][62] 此外，有证据表明，可根据降钙素原水平的趋势，缩短抗生素治疗的持续时间和住院天数。[63]
升高
虽然其他生物标志物（例如 CD64、白细胞介素 [IL]-6、IL-8、IL18、质谱分析法、特定 mRNA 表达）将来前景广阔，但是目前仍为新兴手段，尚未得到广泛使用或验证。
阳性
可以识别常导致血流感染的 14 种细菌和 2 种真菌，同时还可提供抗生素敏感性方面的指导。
将微生物的 DNA 与数据库作比较，然后使用延时影像分析微生物对抗生素的反应。
可在 1.5 小时内识别阳性血液培养，在 6.5 小时内指导抗生素治疗。
可出现假阳性结果。[58]
微生物可能呈阳性，可以指导抗微生物药物治疗。
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