При розсіяному склерозі на томограмі мозку виявляють множинні осередки пошкодження мозкової речовини (хоча вони можуть бути спричинені й іншими захворюваннями). Для уточнення діагнозу проводять лабораторні дослідження.
У загальному аналізі крові при розсіяному склерозі спостерігаються високий рівень лімфоцитів (вище 40%) та підвищена ШОЕ. У біохімічному аналізі крові більшість показників немає діагностичної значимості. Вони більше залежать від віку, а не від форми, тривалості, ступеня тяжкості та характеру перебігу захворювання.
Найбільш ефективним зараз вважається проведення електромагнітного суперпозиційного сканування мозкових структур (СПЕМЗ) або електроенцефалограма. Сканування дозволяє діагностувати розсіяний склероз на ранній стадії розвитку, коли відсутні або слабко виражені неврологічні ознаки.
У трійку найінформативніших діагностичних методів при розсіяному склерозі загальновизнано входять МРТ, дослідження спинномозкової рідини та дослідження викликаних потенціалів. Як підтвердження імуно-запальної природи вогнищ прийнято такі зміни ліквору.