1、CT檢查
腦CT檢查顯示腦梗死病灶的大小和部位準確率66.5%～89.2%，顯示初期腦出血的準確率100%。因此，早期CT檢查有助于鑒別診斷，可排除腦出血。當腦梗死發病在24小時內，或梗塞灶小于8毫米，或病變在腦干和小腦處，腦CT檢查往往不能提供正確診斷。必要時應在短期內復查，以免延誤治療。
CT顯示梗死灶為低密度，可以明確病變的部位、形狀及大小，較大的梗死灶可使腦室受壓，變形及中線結構移位，但腦梗死起病4～6小時內，只有部分病例可見邊界不清的稍低密度灶，而大部分的病例在24小時后才能顯示邊界較清的低密度灶，且小于5mm的梗死灶。后顱凹梗死不易為CT顯現，皮質表面的梗死也常常不被CT察覺。增強掃描能夠提高病變的檢出率和定性診斷率。出血性梗死CT表現為大片低密度區內有不規則斑片狀高密度區，與腦血腫的不同點為低密度區較寬廣及出血灶呈散在小片狀。
2、MRI檢查
MRI對腦梗死的檢出極為敏感，對腦部缺血性損害的檢出優于CT，能夠檢出較早期的腦缺血性損害，可在缺血1小時內見到。起病6小時后大梗死幾乎都能被MRI顯示，表現為T1加權低信號，T2加權高信號。
3、常規檢查
血、尿、大便常規及肝功能、腎功能、凝血功能、血糖、血脂、心電圖等作為常規檢查，有條件者可進行動態血壓監測。胸片應作為常規以排除癌栓，是否發生吸入性肺炎的診斷依據。
4、特殊檢查
經顱多普勒超聲（TCD）、頸動脈彩色B超、磁共振、血管造影（MRA），數字減影全腦血管造影（DSA）、頸動脈造影，可明確有無顱內外動脈狹窄或閉塞。