MSは現時点では血液や尿などの体液を調べて診断を確定できる病気ではないので、次のような数種類の検査の結果を総合的に判断し、疑わしい病気を除外して診断します。
まず医師が問診し、現在の症状と過去の「病歴」を詳しく聞きます。その後、視力、手足の運動機能、感覚、刺激に対する反射の有無、姿勢や歩行などの「神経学的検査」について、医師が確認します。
脳や脊髄の断面写真を撮り、病巣(脱髄している部分)を写し出す検査です。無治療で放置するとMS患者では脳病巣の体積が平均で年5%程度増大するといわれています。
炎症が進行しつつある病巣は、ガドリニウム造影剤を静脈注射して撮影すると、下の写真のように白く写ります。

このような新たな病巣が生じる状態、ときに再発のある状態を放っておくと、「脳萎縮」が進行する可能性が高まります。脳萎縮は、物忘れや判断力の低下などの認知機能障害の原因となります。脳萎縮を起こすと、MRI検査で脳の体積が縮小して脳室や脳表の脳脊髄液の「水たまり」が増加します。
脱髄が起こって神経細胞から延びた軸索がむき出しになると、その部分の電気活動・情報の伝達速度が遅くなります。誘発電位検査では、頭に小さな電極を付けて、種々の刺激により生じる脳波を記録し、反応の速度が変化する部位を調べることで、どこに病巣があるかがわかります。
他の病気に特徴的な検査値の異常がないかを調べます。MSの場合は、通常、血液検査では異常がありません。