线粒体脑疾病首先表现的症状是肌肉无力的症状，不能够耐受疲劳，因此，要和一些肌肉疾病相鉴别，例如脂质沉积性疾病，糖原贮积病，多发性肌炎，以及肌营养不良等疾病相鉴别。此外，要和重症肌无力进行鉴别，病人的肌无力症状主要是不能够耐受疲劳，休息之后缓解，不存在晨轻暮重的现象，疲劳试验可以呈现阳性，多数不能被新斯的明所缓解，要和重症肌无力进行鉴别，此外，有的病人肌无力的症状表现的是发作性的，因此要和周期性的瘫痪进行鉴别，给予病人进行化验血钾以及甲状腺功能的检查。对于眼外肌有损害的病人表现出眼外肌麻痹也要和重症肌无力相鉴别。
