脑炎的诊断依据，包括实验室检查，影像学检查，临床症状和体征三个方面。患者首先要有脑炎的临床表现，往往以头痛、发热、呕吐、意识障碍为主，也可以出现精神症状、癫痫发作，查体脑膜刺激征阳性。
实验室检查，血象升高一般提示细菌性感染，血象降低则可能是病毒性感染。脑脊液检查作为其主要的判断标准，正常的细胞数一般在8~10个以下，超过8~10个均有可能是感染。
此外脑脊液压力也常常升高，并且伴有蛋白不同程度的升高，细菌感染可以有氯化物和糖的下降。影像学检查则以头颅磁共振为主，有时可以看到明显的脑部异常信号，以颞叶多见。
脑电图可以提示弥漫性损害，有癫痫发作者能够发现癫痫波。