Die Elektro-Enzephalographie ist eine Methode zur Messung der elektrischen Gehirnaktivität. Auf die Kopfhaut werden Elektroden aufgesetzt. Zwischen jeweils zwei Elektroden werden in verschiedenen Kombinationen die elektrischen Spannungsunterschiede gemessen, verstärkt und als Hirnstromwellen aufgezeichnet. Einen besonderen Stellenwert hat das EEG in der Erkennung und Behandlung von epileptischen Anfällen.

Evozierte Potentiale stellen eine neurologische Untersuchungsmethode dar, mit deren Hilfe die Leitfähigkeit und damit die Funktionsfähigkeit von Nervenbahnen (Seh-, Hör- und Empfindungsbahn) getestet werden kann. Das Prinzip beruht auf der Reizung eines Sinnesorganes oder peripheren Nerven und der anschließenden Beobachtung des dadurch ausgelösten elektrischen Potentials in den verarbeitenden Regionen des Nervensystems.

Die elektroneurographische Untersuchung beurteilt die Fähigkeit eines Nervs, elektrische Impulse fortzuleiten und damit einen Muskel stimulieren zu können. Anhand der Messung werden die Nervenleitgeschwindigkeit (NLG) und die Zeitdauer ermittelt, die eine Nervenerregung benötigt, um einen Muskel zu stimulieren.
Für eine normale Weiterleitung elektrischer Impulse ist die Unversehrtheit der „Nervenachse“ (Axon) sowie der „Nervenhülle“ (Myelinscheide) entscheidend.

Die elektromyographische Untersuchung dient der Messung elektrischer Aktivität in ausgewählten Muskeln. Anhand der elektrischen Aktivität lässt sich die Muskel- und Nervenfunktion beurteilen. Anhand dieser Informationen lassen sich verschiedene Muskel- und Nervenerkrankungen feststellen.
Die Muskelaktivität wird dabei durch die Form von Muskelaktionspotentialen (MAP) dargestellt. Gemessen wird die Aktivität des Muskels in Ruhe (spontane MAPs), bei leichter sowie bei maximaler Muskelanspannung.

Als Lumbalpunktion wird die Punktion des das Rückenmark umgebenden Duralsacks im Bereich der Lendenwirbel bezeichnet. Dabei wird eine Hohlnadel in den Lumbalkanal auf Höhe der Lende eingeführt und Nervenwasser (Liquor cerebrospinalis) entnommen. Der Einstichort liegt zwischen den Dornfortsätzen des zweiten bis fünften Lendenwirbels, also deutlich tiefer als das untere Ende des Rückenmarks.

Bei Verdacht auf entzündliche, neurodegenerative oder maligne (bösartige) Erkrankungen der Hirnhäute oder des Gehirns (z. B. bei Meningitis, Enzephalitis, Neurolues, Multiple Sklerose, Meningeosis carcinomatosa, Alzheimer-Demenz u. a.) können so wichtige Marker ermittelt werden. Beispiele sind der Nachweis von Bakterien, Tumorzellen, Leukozyten, Glucose, Laktat, Blut, Nachweis von Störungen der Blut-Hirn-Schranke und oligoklonale Immunglobuline (zum Beispiel bei Multipler Sklerose).

Schon am Aussehen der gewonnenen Flüssigkeit lässt sich einiges feststellen: Normaler Liquor ist wasserklar, entzündlicher Liquor mehr oder weniger stark getrübt. Roter oder rot gefärbter Liquor ist bei frischen echten Blutungen (beispielsweise bei Subarachnoidalblutungen) oder künstlich herbeigeführten (z. B. durch die Punktion selbst verursachten) Blutungen zu beobachten. Bei älteren Blutungen ist unter Umständen eine gelbliche Verfärbung zu sehen.                                                                                       

Die Dopplersonographie ist eine spezielle Ultraschall-Untersuchung, mit der die Geschwindigkeit des Blutes in den Gefäßen (Arterien und Venen) gemessen wird. So lassen sich Gefäßverengungen und Gefäßverschlüsse an den Halsschlagadern und Gehirngefäßen  aufdecken.

Die Duplex-Sonographie ist eine gute Methode, um arteriosklerotische Veränderungen in den großen Halsschlagadern und den großen Gehirnarterien zu erkennen. Der Blutfluss kann farblich dargestellt werden.

In der Vestibularisdiagnostik ermöglicht  der  bei uns eingesetzte Kopfimpulstest eine schnelle und klare  seitenspezifische Untersuchung des vestibulo-okulären Reflexes, wodurch präzise bestimmt werden kann, welches Ohr im Falle einer  peripheren vestibulären Störung betroffen ist. Der Test ersetzt oftmals die ältere „kalorische“ Untersuchung mit Kalt/Warmspülung des Gehörganges, was für viele Patienten recht unangenehm ist.

In der Diagnostik und Beurteilung von Hirnleistungsstörungen dient die Neuropsychologische Testung als objektivierbarer Parameter.  Den Patienten werden verschiedene standardisierte Aufgaben gestellt. Die Ergebnisse werden mit einem Normkollektiv verglichen, und so können Abweichungen erfasst werden. In der Diagnostik neurodegenerativer Erkrankungen und Demenzen sind neuropsychologische Tests eine notwendige Ergänzung zu klinischer Untersuchung, bildgebenden Verfahren und weiteren apparativen Untersuchungen.