1、裂隙灯显微镜、检眼镜：可见眼睑征、眼球突出、眼球运动障碍以及结膜角膜改变。检眼镜可以眼底有没有视乳头水肿、视网膜静脉迂曲扩张等改变。
2、眼B超检查：眼B超显示眼眶脂肪回声增强、眼外肌增粗。
3、眼眶CT检查：显示多条眼外肌梭形肥大、筛骨纸板受压所致的细腰瓶改变。
4、实验室检查：如吸碘率、甲状腺功能、T3抑制试验等检查异常提示甲状腺相关病变。
5、眼球突出的测量和眼球运动与复视像的检查：Hertel 突眼计可以测定突眼度，此仪器由两个棱柱组成，在一个杆上装有标尺。两个棱柱放在眶脊的侧面，用标尺测量从眶脊到前角膜的距离，其正常值的上限按照种族的不同存在差异(不同种族的突眼度正常上限：白种人18mm；亚洲人18~20mm；黑种人22mm。突眼度增加3～4mm为轻度受累；增加5~7mm为中度受累；增加8mm以上为重度受累)。
6、磁共振成像(MRI)检查：除显示与CT扫描相同的形态改变外，眼外肌的信号变化与治疗有一定相关性。病变的眼外肌在TlWl呈中或低信号，T2WI如呈中或低信号，提示肌肉纤维化严重，激素冲击疗法、化疗或放疗不敏感;T2WI如呈高信号，说明肌肉处于炎性水肿期，上述治疗相对敏感。