新生儿胆红素脑病的测定主要通过血清胆红素测定等方法。一般来说，血清总胆红素值是重要的监测指标，当血清总胆红素水平过高时，就需要警惕胆红素脑病的发生。
血清胆红素测定方面
测定方法： 常用的是高效液相色谱法等。通过采集新生儿的静脉血来进行检测。一般会检测血清总胆红素、直接胆红素和间接胆红素等指标。血清总胆红素能够反映出胆红素在体内的总体水平，直接胆红素和间接胆红素的检测可以帮助判断胆红素升高的类型，比如间接胆红素升高为主往往提示溶血性等原因导致的胆红素增多。临床意义： 当血清总胆红素超过一定数值时，发生胆红素脑病的风险会增加。例如，在足月儿中，当血清总胆红素大于342μmol/L时，胆红素脑病的发生风险明显升高；对于早产儿，血清总胆红素在257μmol/L左右就可能需要密切关注是否有胆红素脑病的倾向。
神经系统检查方面
神经症状观察： 医生会密切观察新生儿是否出现神经系统的异常表现。比如，新生儿是否有嗜睡、反应低下的情况，随着病情发展可能会出现抽搐、角弓反张等严重症状。如果新生儿出现精神萎靡，对刺激的反应减弱，就需要高度怀疑胆红素对神经系统的影响。脑干听觉诱发电位检查： 这是一种客观的检查方法。胆红素脑病可能会影响听觉传导通路，通过脑干听觉诱发电位检查可以发现潜伏期延长、波幅改变等异常情况。一般在新生儿出生后有胆红素升高风险时，就可以进行该项检查来早期发现是否存在神经系统的损伤。
头颅影像学检查方面
头颅超声检查： 方便快捷，一般在新生儿床旁就可以进行。通过头颅超声可以观察新生儿脑部的结构变化，比如是否有脑室周围白质软化、基底节区等部位的异常回声等情况。如果胆红素脑病导致脑部组织受损，在超声上可能会有相应的表现，如基底节区的高回声等。磁共振成像（MRI）： 是更精确的影像学检查方法。MRI可以清晰地显示脑部的细微结构变化，对于胆红素脑病导致的脑部损伤，如苍白球等部位的T1加权像高信号等特征性表现有很好的诊断价值。一般在临床上对于怀疑有胆红素脑病且需要进一步明确脑部损伤情况时会选择MRI检查。