汽车数据流的表现形式不同，其分析方法也有所不同。常用的数据分析方法有数值分析法、时间分析法、因果分析法、关联分析法及比较分析法等。数值分析法是对所获取的数据流数值变化规律和数值变化范围进行分析，通过测得的数值与正常情况的标准值进行比较，得到被测对象正常与否的数据流分析方法。
汽车电子控制系统在工作过程中，电子控制器（ECU）对传感器的输入信号进行分析与处理，并向各执行器发出控制指令，使被控对象工作在设定目标范围。闭环控制还将被控对象的工作状态信息通过相关传感器反馈给ECU，ECU根据相应传感器的反馈信号对控制信号再加以修正。在这些输入与输出信号中，一些信号以数据大小反映被控对象的工况与状态。因此，用诊断仪器读取这些信号参数后，需要通过所测得的数据流的数值来分析被控对象的状态和系统的工作情况。下面举几个实例来说明数值分析法。正常情况下，未启动发动机时，系统的电压为蓄电池电压，发动机启动后应等于该车充电系统的电压。如果测得的系统电压数值不正常，则表示充电系统有故障。有些汽车的充电系统受发动机ECU控制，若发动机启动后的系统电压不正常，也有可能是发动机控制系统出现了故障。起动机转速正常，但发动机不能启动，通过读取发动机的转速信号（正常转速数据为150~300r/min），如果数据很小或接近于零，则说明是转速信号过弱引起发动机不能启动。因为发动机转速信号是发动机控制系统进行点火控制和喷油控制必不可少的信号，如果发动机的转速参数过小，ECU则不能进行正常的点火和喷油控制，发动机也就不能启动。
时间分析法是通过对所获取的数据流数值随时间的变化进行分析，从中得到被测对象正常与否的数据流分析方法。进行数据流分析时，某些数据参数不仅要考虑其数值大小，而且需要看其工作时限是否超越正常的范围。时限是指在一定单位时间内应发生的次数，或应达到的状态。通过工作时限判断是否有故障的传感器主要有冷却液温度传感器、发动机爆震传感器和氧传感器等。正常情况下，发动机启动后几分钟，冷却液温度就可以达到正常的工作温度。如果发动机启动10min后，发动机电子控制器检测到的冷却液温度还未达到60℃，ECU就会诊断为冷却液温传感器有故障，并储存故障码。迅速踩下加速踏板，在发动机转速为1500~4500r/min时，发动机电子控制器至少应收到爆震传感器2次大于或等于3kHz的信号。如果ECU未能接收到应有的信号，就会认为爆震传感器可能有故障，并储存故障码。如果没能及时给出故障码，需运用数据流分析，判断传感器的信号是否过弱。
因果分析法是对相互联系（有因果关系）的数据间响应情况和响应速度的分析，从中获得被测对象状态和故障信息。汽车电子控制系统在控制过程中，许多参数具有因果关系。氧传感器的混合气过浓或过稀信号输入ECU，必然会使ECU输出的喷油脉冲信号有所改变。ECU根据一个输入对应一个输出，当某个控制过程出现异常时，将这些有因果关系的输入与输出参数连贯起来观察，就可以分析与判断控制系统的故障出现在何处。对于降低氮氧化物（NOx）排放的废气再循环（EGR）控制系统，ECU根据发动机转速传感器、进气流量传感器（或进气压力传感器）、发动机温度传感器、节气门位置传感器等确定是否废气再循环及再循环流量，输出相应的控制信号控制EGR电磁阀工作，并根据EGR位置传感器的反馈信号来判断EGR阀的工作状态。当出现EGR系统未工作的故障码时，可在相应工况（非禁止废气循环工况）下检查ECU输出的EGR电磁阀控制信号和EGR位置传感器的反馈信号。如果ECU无控制信号输出，可能是反映发动机工况与状态的相关传感器有故障，或是ECU本身有故障；如果ECU输出的EGR电磁阀控制信号变化正常，而EGR位置传感器反馈信号值没有变化，则可能是EGR位置传感器、传感器线路或EGR阀（包括废气通道）有问题。判别EGR阀本身和废气通道有无问题，可在发动机怠速运转的情况下，直接将一定的真空施加于EGR阀上，使EGR阀打开。如果这时发动机出现明显的抖动或熄火，说明EGR阀本身和废气循环通道无问题，可能是EGR位置传感器及线路或ECU有故障；如果无明显抖动，则可能是EGR阀或废气循环通道有异常。在自动空调系统中，当按下空调开关（A/C）时，该开关并不是直接接通空调压缩机电磁离合器，而是将该开关信号作为空调制冷请求信号发送给发动机ECU。ECU接收到此信号后，检查是否满足设定的条件，若满足，就会向空调继电器发出控制指令，接通继电器线圈，继电器触点闭合，接通压缩机电磁离合器，使压缩机工作。因此，当空调系统不工作时，可观察在按下空调开关后，空调请求（选择）、空调允许、空调继电器等这些有因果关系的参数的状态变化，据此来判断故障出自何处。
关联分析法是对彼此有关联的数据流进行分析，通过相互关联数据流的分析比较，找到故障的真正原因。电子控制系统在工作时，ECU对几个相关传感器信号进行比较，当发现它们之间的关系出现不合理的状况时，就会做出有故障的判断，并会给出一个或几个故障码，或指出某个信号不合理。在这种情况下，不能轻易断定是某个传感器不良，应根据它们之间的相互关系做进一步的检测和分析，以便得到正确的诊断结果。例如，一辆本田轿车，发动机ECU自诊断系统给出了节气门位置传感器信号不正确的故障码，但实际检测结果表明节气门位置传感器及其设定值都无问题。在这种情况下，就需要注意检查相关联的传感器。通过检测发动机转速信号，发现发动机转速信号不正确，更换曲轴上的曲轴位置传感器（CKP传感器）后，故障排除。故障原因是ECU接收到不正确的发动机转速信号后，不能判断转速信号是否正确（因CKP信号并未超出规定的正常范围），而是比较此时的节气门位置传感器信号，认为其信号与接收到的错误转速信号不相符，故给出节气门位置传感器的故障。
比较分析法是对相同车种及系统在相同条件下的相同数据组进行分析比较，以确定被测对象是否正常。在很多时候，没有足够详细的技术资料和详尽的标准数据，则无法正确地断定某个器件的好坏。此时可与同类车型或同类系统的数据加以比较。当然在修理中，很多人会使用替换实验进行判断，这也是一种简单的方法，但在进行时应注意首先做一定的基本诊断，在基本确定故障趋势后，再替换被怀疑有问题的器件，不能一上来就换这换那，其结果可能是换了所有的器件，仍未发现问题。另一个需要注意的问题是用于替换的器件一定要确认是良好的，而不一定是新的，因为新的未必是良好的，这是做替换实验的基本原则。比较分析法还可以应用于同一车不同工作状态下的相关数据流的比较。例如，车辆出现冷车无故障而热车工作不良，或者热车正常而冷车工作不良时，可通过分析比较冷车或热车正常时的相关数据，找出不正常数据，并确定故障的原因。
