1、血液和心电图检查：有利于发现脑血栓的危险因素，明确血液粘稠度和心脏基础情况。
2、神经影像学检查：
（1）头颅CT：对于急性脑血栓形成患者，头颅CT平扫是最常用的检查，它对于发病早期脑梗死与脑出血的识别非常重要，CT对急性期的小梗死灶不敏感，特别是脑干和小脑的小梗死灶更难检出。
（2）头颅核磁：脑血栓发病数小时后即可显示T1低信号、T2高信号的病变区域。与CT相比，头颅核磁可以发现脑干、小脑梗死及小灶梗死。早期梗死的诊断敏感性达到88%~100%。
（3）数字减影血管造影(DSA)：可显示脑部大动脉的狭窄、闭塞和其他血管病变。
3、腰穿检查：仅在无条件行CT检查，但是又无法区分脑梗死和脑出血时进行。
4、经颅多普勒：经颅多普勒可进行微栓子监测，在血管造影前评估脑血液循环的状况。颈动脉超声可显示动脉硬化斑块、血管狭窄及闭塞。
5、超声心动图：可以发现是否是心源性的栓子造成的。