1.顯微鏡檢查
腦脊液涂片革蘭染色或堿性亞甲藍染色檢查致病菌。革蘭染色用于檢查肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、葡萄球菌、銅綠假單胞菌、鏈球菌、大腸埃希菌等；堿性亞甲藍染色用于檢查腦膜炎球菌。顯微鏡檢查對化膿性腦膜炎診斷的陽性率為60%～90%。如果懷疑為結核性腦膜炎，可采用抗酸染色，油鏡下尋找抗酸桿菌。新生隱球菌檢查常采用印度墨汁染色法，若呈假陽性，可采用苯胺墨染色法。
2.細菌培養
主要適用于腦膜炎奈瑟菌、鏈球菌、葡萄球菌、大腸埃希菌、流感嗜血桿菌等。同時，也要注意厭氧菌、真菌的培養。
3.ELISA法
檢測結核桿菌抗體：結核桿菌感染時，可產生特異性的抗結核抗體，可采用最簡便、靈敏度高的ELISA法檢測此抗體。如果腦脊液中抗結核抗體水平高于血清，這對結核性腦膜炎的診斷及鑒別診斷具有特殊價值。