Systems and methods for determining the osmolarity of a sample are provided. Aspects of the subject methods include contacting a sensing surface of a surface plasmon resonance based sensor with a sample, and generating one or more data sets at at least two wavelengths over a time interval, wherein the data sets are used to determine the osmolarity of the sample. The subject methods find use in determining the osmolarity of a sample, such as a biological sample (e.g., a tear fluid), and in the diagnosis and/or monitoring of various diseases and disorders, such as, e.g., dry eye disease.L'invention concerne des systèmes et des méthodes de détermination de l'osmolarité d'un échantillon. Les méthodes selon certains aspects de l'invention consistent à mettre en contact une surface de détection d'un capteur de détection par résonance plasmonique de surface avec un échantillon, et à générer un ou plusieurs ensembles de données à au moins deux longueurs d'ondes sur un intervalle de temps, les ensembles de données étant utilisés pour déterminer l'osmolarité de l'échantillon. Les présentes méthodes sont utiles dans la détermination de l'osmolarité d'un échantillon, tel qu'un échantillon biologique (par exemple, un fluide lacrymal), et dans le diagnostic et/ou la surveillance de maladies et de troubles divers, tels que, par exemple, une maladie à œil sec.