脑干脑炎的诊断需通过详细病史采集了解起病情况等，体格检查包括神经系统和一般体格检查，辅助检查有脑脊液、影像学、电生理等检查，还需与多发性硬化、脑梗死、脑肿瘤等鉴别，儿童和老年患者有不同注意事项。
体格检查
1.神经系统检查：重点检查颅神经功能，脑干脑炎常累及动眼神经、滑车神经、外展神经等，可出现眼球运动障碍、复视等；检查肢体的运动和感觉功能，观察有无肢体肌力减退、肌张力异常、感觉减退或过敏等情况；检查反射，如病理反射等，脑干受累时可能出现相关反射异常。
2.一般体格检查：了解患者整体一般状况，有无发热等全身感染表现等。
辅助检查
1.脑脊液检查
常规检查：脑脊液压力可能正常或升高，细胞数可有不同程度增多，一般以淋巴细胞为主，急性期细胞数可轻度升高，慢性期可能相对稳定或稍有变化。
生化检查：蛋白含量可能轻度升高，糖和氯化物一般正常。通过脑脊液检查可排除其他中枢神经系统感染性疾病等。
2.影像学检查
头颅磁共振成像（MRI）：是重要的检查手段，可发现脑干等部位的异常信号改变，多表现为脑干内片状或斑片状长T1、长T2信号影，增强扫描部分患者可有强化表现，能直观显示脑干病变的部位、范围等情况。
头颅计算机断层扫描（CT）：脑干脑炎在CT上可能无明显特异性改变，或仅能发现一些间接征象，如脑水肿等，对脑干病变的显示不如MRI敏感。
3.电生理检查
脑电图（EEG）：部分患者可有异常脑电图表现，如出现慢波等，但无特异性，可辅助评估大脑功能状态。
脑干听觉诱发电位等：有助于评估脑干听觉传导通路的功能，脑干受累时可能出现相应的诱发电位异常改变。
鉴别诊断
需要与其他类似疾病进行鉴别，如多发性硬化、脑梗死、脑肿瘤等。多发性硬化常有缓解-复发的病程，MRI表现有其特征性；脑梗死多有脑血管病危险因素，起病相对更急，影像学表现有相应的梗死灶特点；脑肿瘤一般有占位效应等表现，通过详细的病史、体格检查及辅助检查综合鉴别。
对于儿童患者，要特别注意其病史采集的准确性，由于儿童表述能力有限，更依赖家长提供信息，同时在进行检查时要考虑儿童的配合程度，尽量轻柔操作。对于老年患者，要结合其基础疾病等情况，排除因基础疾病导致的类似表现。
