Tijdens het uitgebreide onderzoek worden digitale foto's, röntgenfoto’s en gebitsafdrukken gemaakt. Deze documentatie gebruikt de orthodontist voor het stellen van de diagnose en het opstellen van het behandelplan. Na het bestuderen van deze gegevens legt de orthodontist de diagnose en het plan aan het begin van de behandeling uit. Indien mocht blijken dat het voor de behandeling nodig is dat er een kies of tand wordt getrokken, verwijst de orthodontist hiervoor naar de tandarts. Heel soms maakt de orthodontist een afspraak bij de kaakchirurg, bijvoorbeeld in het geval er een tand of kies in de kaak ingeklemd ligt.

Meestal wordt de volgende documentatie tijdens het uitgebreide onderzoek verzameld:

Dia's gezicht en gebit
Gebitsmodellen
Panoramische röntgenopname
Schedelprofielopname
Cefalometrische analyse

In een enkel geval is het nodig dat er nog aanvullende gegevens worden verzameld, zoals:

Tandfilmopname
Occlusale opname
Cone beam-CT