在充分了解發病經過，并進行全面體格檢查后，如懷疑顱內感染主要的診斷方法是腰穿腦脊液檢查，血常規、腦電圖、CT或MRI檢查可以協助診斷和鑒別檢查。腦脊液檢查包括測壓、常規、生化、細菌學檢查和病毒抗體檢查等。測定腦脊液壓力可以確定顱內壓的高低，這是其他方法尚不能代替的。觀察腦脊液色澤、檢查腦脊液的細胞數、細胞分類、蛋白質的含量、糖和氯化物的含量，尋找細菌和病毒感染的證據，目的在于明確顱內感染是否存在、嚴重程度、何種病原體感染，這對于選擇正確的治療至關重要。
為了明確診斷和了解病情的轉歸，有助于調整治療方案，有些患者需要再行腰椎穿刺術檢查腦脊液情況，還有些嚴重的結核菌或真菌感染的患者治療需要腰穿鞘內注射用藥。對這些患者，醫生會努力把腰穿檢查的風險降到最低，為了早日治好所患疾病，患者應該積極配合醫生進行腰穿復查，不要有任何心理負擔。