蛋白
正常腦脊液蛋白含量在蛛網膜下腔為150-400mg/L，新生兒為1g/L，早產兒可高達2g/L。蛋白增高多與細胞增多同時發生，見于各種中樞神經系統感染。也可僅有蛋白增高而白細胞計數正常或略多，稱為“蛋白—細胞分離”，多見于顱內及脊髓腫瘤、椎管梗阻、急性感染性多發性神經炎、甲亢、糖尿病和鉛、汞等金屬中毒等。
糖
正常含量為450-750mg/L，約為血糖值的1/2-2/3左右。糖量降低見于細菌性或隱球菌性腦膜炎、惡性腦腫瘤等，系因糖的酵解加速之故。糖量增高見于血糖含量增高（故應同時查血糖量核對）以及中樞系統病毒感染、腦外傷、后顱凹及Ⅲ腦室底部腫瘤和高熱等，以上均與血腦屏障通透性增高有關。
氯化物
正常含量為7.2-7.5g/L，較血液氯化物含量5.7-6.2g/L為高。在細菌性（特別是結核性）和霉菌性腦膜炎和血液氯化物含量有減少時（如嘔吐、腎上腺皮質功能減退）減少，血液氯化物含量增高（如尿毒癥、脫水等）時增高。