Diagnostische Kompetenzen stellen ein zentrales Element professioneller Lehrerkompetenzen dar. Diese umfassen sowohl die Auswahl und Durchführung geeigneter Diagnoseinstrumente, als auch die Entwicklung neuer inhaltsspezifischer Aufgaben mit diagnostischem Potenzial sowie die gezielte Beobachtung mathematischer Lernprozesse. Der vorliegende Beitrag setzt sich auf theoretischer Ebene mit den Aspekten Diagnostische Kompetenzen von Lehrkräften sowie Diagnose mathematischer Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern auseinander. Ferner wird im Beitrag dargelegt, wie das Fach Mathematische Grundbildung Studierende bei der Entwicklung einer forschenden Grundhaltung sowie bei der Entwicklung und Umsetzung von geeigneten Projektideen zur mathematischen Diagnostik im Praxissemester unterstützt. Ergänzend werden ausgewählte Beispiele zu bereits durchgeführten Studienprojekten in diesem Bereich vorgestellt, um unterschiedliche Facetten von mathematischer Diagnostik zu illustrieren