1、体格检查：可见头面部向健侧偏斜、活动明显受限，病程久者可发现面部不对称，患者颈枕部有肌肉痉挛及压痛，强迫矫正可引起疼痛。在脊髓损害时可出现椎体束征，如下肢僵硬、反射亢进、Babinski征阳性、踝阵挛等。
2、血常规：寰枢椎旋转脱位固定的病因之一是上呼吸道感染，血常规可以大致判断患者是否存在感染，并可粗略判断细菌感染和病毒感染。
3、X线：
（1）张口位：可见寰椎侧块与齿状突关系改变，前旋的一侧侧块变宽，与齿突靠近，对侧相反。枢椎棘突与颏部偏离中线，歪向健侧。如有一侧向后旋转，则侧块与枢椎关系间隔不清。
（2）侧位片：可观察寰椎前结节与齿状突间距，正常人小于3mm，如小于等于3mm、有旋转，为Ⅰ度，3~5mm为Ⅱ度，大于5mm为Ⅲ度。
（3）张口斜口位：通过头部向旋转15度时的前后位检查(分别检查向左、向右旋转15度的张口位X线平片)，以明确是否存在寰枢旋转脱位。
4、CT：CT横扫可对比寰齿旋转方向程度，寰椎前弓与齿突间距及椎管状态，还可以观察脊髓的位置及受压情况。