1. Chọc dịch não tủy
Chọc dịch não tủy là xét nghiệm quan trọng, mang tính chất quyết định trong chẩn đoán viêm màng não. Khi mắc viêm màng não, hệ thần kinh trung ương tổn thương, đồng thời não tủy sẽ có những thay đổi tương ứng. Chọc dịch não tủy lấy tủy sống xét nghiệm nhằm xác định mức độ nghiêm trọng tình trạng viêm, tác nhân gây bệnh và mức độ nhạy cảm của vi sinh vật đối với sản phẩm thuốc điều trị.

Nếu dịch não tủy đục, protein tăng, glucose giảm, tế bào tăng, đa số bạch cầu đa nhân và nhiều tế bào thoái hóa, mủ thì nguy cơ bệnh nhân bị nhiễm trùng, viêm màng não mủ. Trường hợp không điển hình, dịch não tủy có thể trong, có máu hoặc ngả vàng,…;
Nếu dịch não tủy trong có thể là viêm não mủ ở giai đoạn sớm, mức độ nhẹ. Tuy nhiên, các bác sĩ cần chẩn đoán phân biệt với viêm màng não nước trong khác hoặc phản ứng màng não;
Nếu dịch não tủy có máu, có khả năng là viêm màng não mủ có xuất huyết màng não, cần chẩn đoán phân biệt với xuất huyết dưới nhện (khoảng trống giữa não và màng não) do căn nguyên khác hoặc do lỗi kỹ thuật khi chọc ống sống thắt lưng.
Nếu dịch não tủy màu vàng có thể là viêm màng não mủ có xuất huyết, hồng cầu thoái hóa hoặc viêm màng não do trực khuẩn lao.
2. Xét nghiệm máu
Để đánh giá mức độ nhiễm trùng của viêm màng não ở trẻ em, các bác sĩ có thể chỉ định bệnh nhân thực hiện xét nghiệm máu. Trong một số trường hợp có thể cần phải cấy máu, cấy bệnh phẩm tại vị trí nhiễm trùng để xác định tác nhân gây bệnh.

Công thức máu giúp các bác sĩ xem xét số lượng. Công thức bạch cầu giúp định hướng nguyên nhân gây bệnh.
3. Chụp CT hoặc MRI
Chụp CT hay MRI được sử dụng chẩn đoán biến chứng viêm màng não gây ảnh hưởng đến não. Chụp sọ, xoang, ống tai – xương chũm phát hiện tình trạng tăng áp lực nội sọ kéo dài và một số yếu tố nguy cơ viêm màng não.

4. Xét nghiệm PCR
Xét nghiệm PCR dịch não tủy nhằm kiểm tra tính chất của dịch não tủy, tìm ra căn nguyên vi khuẩn, virus gây viêm màng não. Đây là phương pháp xét nghiệm an toàn, trong hầu hết các trường hợp không gây vấn đề hay biến chứng nguy hiểm. Nguy cơ nhiễm trùng từ thủ thuật cũng rất hiếm khi xảy ra.