神经系统的评估首先通过详细病史采集与一般体格检查开展，随后进行神经系统检查。通常需要进行实验室检查以诊断具体病症。常见的检查包括血液检测、尿液分析、脑脊液分析、X 光片检查、计算机断层 (CT) 扫描、磁共振成像 (MRI)，以及脑、周围神经和肌肉的电活动评估。
神经系统检查
神经系统检查主要评估以下四个方面：1) 脑神经；2) 步态（行走）；3) 颈部和前肢；4) 躯干、后肢、肛门和尾部。兽医还会测试宠物的反射，以尽可能确定大脑、脊髓或周围神经中损伤的具体部位。
脑神经评估
有 12 对脑神经从脑干的特定节段延伸至头部的左右两侧。这些神经包括负责嗅觉的神经、负责视觉和眼球运动的神经、控制面部运动的神经、负责听觉和平衡的神经，以及负责咀嚼、吞咽、发声和舌头运动的神经（参见表格：）。测试这些神经的反射有助于确定损伤部位。兽医会进行专门的测试，以查明这些神经是否存在功能障碍的迹象。
脑神经
神经 | 功能 |
|---|---|
嗅觉 | 传递嗅觉信号 |
视觉 | 维持视觉功能；传导眼部特定反射的感觉神经信号 |
眼球运动的 | 含运动神经元，支配眼球大部分肌肉 |
滑车神经 | 含运动神经元，支配眼球其余部分肌肉 |
三叉神经 | 主要分为 3 支：支配咀嚼肌的运动支、分布于口腔与鼻腔的感觉支，以及传导角膜（眼球最外层敏感结构）痛觉的感觉支 |
外展神经 | 含运动神经元，支配眼球其余部分肌肉 |
面神经 | 支配面部表情肌（耳、眼睑、鼻及口唇部肌肉） |
前庭蜗神经 | 这些神经分为 2 部分：耳蜗神经负责感知声音；前庭神经负责维持体位与平衡 |
舌咽神经 | 支配咽喉及声带的感觉与运动 |
迷走神经 | 支配心脏、消化道等主要内脏器官的感觉与运动 |
副神经 | 传导头部及颈上部肌肉的感觉与运动信号 |
舌下神经 | 支配舌肌的运动神经 |
脑神经评估主要测试精神状态、头部姿势与协调性以及头部反射。本环节检出的异常症状提示脑部存在损伤或病变。大脑和脑干受损的迹象可能包括：精神衰退、持续踱步、癫痫发作、抑郁、昏迷，或头部持续转向一侧及转圈。头部倾斜、点头、震颤或其他异常的头部运动，可能表明小脑受损。
步态（行走状态）检查
兽医会观察马的行走、小跑、奔跑、转弯、侧步和后退等动作。功能障碍的表现包括：原地转圈、肢体无力 / 完全瘫痪、摔倒、步履蹒跚、身体侧翻、共济失调。让马在上下坡或上下路缘石时行走，可以更容易察觉一些轻微的问题。步态评估对马尤为重要，因为除非马卧地，一般无法完成脊髓反射检查。
颈部和前肢检查
颈部和前肢的评估包括寻找颈部疼痛、肌肉张力丧失或麻木的证据，这可能提示上段脊髓受损。需开展多项检查，排查轻微脊髓损伤。
躯干、后肢、肛门和尾部评估
躯干的评估主要观察椎骨是否存在异常姿势或位置、疼痛、感觉丧失或对轻触及针刺的过度敏感，以及肌肉萎缩。部分用于评估颈部和前肢神经的测试也可用于评估躯干和后肢。躯干或后肢周围的肌肉萎缩可能表明与该肌肉相关的神经受到了损伤。
实验室检查和影像学检查
血液检测常用于发现代谢紊乱，部分代谢紊乱会影响神经系统功能。血液检测还能用于识别其他疾病，包括某些中毒、特定感染、肌肉疾病，以及马匹中罕见的重症肌无力（一种自身免疫性疾病，因神经与肌肉之间的连接受阻而导致无力）。
脑脊液分析，即对环绕大脑和脊髓的液体进行分析，通常有助于诊断中枢神经系统疾病。脑脊液采集操作称为脑脊液穿刺，取样部位为颅底或腰背部。脑脊液中蛋白质异常升高可能提示脑炎（大脑炎症）、脑膜炎（脑膜炎症）、癌症或脊髓压迫性损伤。脑脊液中白细胞数量增加则表明存在炎症或感染。通过脑脊液分析还能鉴别的其他疾病包括：细菌或真菌感染、内出血、脑脓肿和部分类型的肿瘤。
多种不同类型的放射学检查可用于检测神经系统疾病。头颅与脊柱 X 线平片可检出骨折、感染或骨肿瘤。然而，在大多数脑和脊髓的感染或癌症中，X 线平片结果正常。在称为脊髓造影的操作中，会将一种在 X 光下可见的特殊染料注入椎管。这种染料可以凸显特定类型的脊髓问题，如椎间盘突出（“滑脱”）和脊髓肿瘤。计算机断层扫描 (CT) 和磁共振成像 (MRI) 扫描也有助于评估骨骼结构变化、内出血、脓肿、炎症和部分神经系统癌症。
在有些情况下，还会使用其他检查方法。脑电图 (EEG)：记录大脑表面的电活动，可反映大脑深部病变。在脑积水（脑脊液过多）、脑膜炎或脑炎、头部创伤和脑肿瘤等情况下，结果会出现异常。脑电图有时可帮助确定癫痫发作的原因及严重程度。肌电图 (EMG)：记录肌肉和神经的电活动。在该测试中，会对神经进行电刺激，并计算信号沿神经元传导的速度。该技术可用于检测神经损伤和重症肌无力。脑干听觉诱发电位 (BAER) 记录从耳部声感受器至脑干和大脑的信号通路电活动。在因神经损伤导致的耳聋病例中，BAER 检测无波形反应。脑干疾病也可能改变 BAER 结果。
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