Ważnym elementem świadczącym o prestiżu danego zawodu jest możliwość kształcenia podyplomowego, w tym uzyskania tytułu specjalisty w danej dziedzinie diagnostyki laboratoryjnej.
Diagnosta laboratoryjny może uzyskać tytuł specjalisty w określonej dziedzinie diagnostyki laboratoryjnej po odbyciu szkolenia specjalizacyjnego oraz po złożeniu Państwowego Egzaminu Specjalizacyjnego Diagnostów Laboratoryjnych (PESDL) albo po uznaniu za równoważny tytułu specjalisty uzyskanego za granicą.
Zasady i tryb odbywania specjalizacji zostały zmienione z dniem 1 maja 2016 r. przepisami ustawy z dnia 9 października 2015 r. o zmianie ustawy o systemie informacji w ochronie zdrowia oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. Nr 1991), która wprowadziła teleinformatyczny system wspomagający przebieg procesu kształcenia specjalizacyjnego - System Monitorowania Kształcenia Pracowników Medycznych „SMK”.