Förekomsten av natrium i olika föreningar kan kontrolleras med olika analystekniker. En vanlig metod är flamtestet, som går ut på att värma ett prov av föreningen på en låga och observera lågans färg. Natrium ger en karakteristisk gul låga, som lätt kan särskiljas från lågorna som produceras av andra grundämnen.

En annan metod för att detektera natrium är atomabsorptionsspektroskopi (AAS), som mäter mängden ljus som absorberas av atomer av ett specifikt grundämne. När ett prov som innehåller natrium placeras i ett AAS-instrument absorberar natriumatomerna ljus vid en specifik våglängd, och mängden absorption är proportionell mot koncentrationen av natrium i provet.

En tredje metod för att detektera natrium är induktivt kopplad plasmaspektroskopi (ICP), som liknar AAS men använder en annan typ av energikälla för att excitera atomerna. ICP-spektroskopi är i allmänhet känsligare än AAS och kan detektera mycket låga nivåer av natrium i prover.

Slutligen kan natrium även detekteras med jonkromatografi, som separerar och identifierar joner i ett prov baserat på deras laddning och storlek. Vid jonkromatografi passeras provet genom en kolonn som innehåller ett jonbytarharts och natriumjonerna separeras från andra joner i provet. Natriumjonerna detekteras sedan och kvantifieras med hjälp av en konduktivitetsdetektor.