1、眼部一般检查：
（1）注意眼睑的形态及位置，两眼向右看时左睑裂变窄，向左看时右睑裂变窄，二者睑裂高度相差大于2mm以上可考虑此病。检查单眼、双眼的眼球运动，观察有无眼球运动受限情况。检查单眼转动时，遮盖受检者一只眼，检查另一眼向内、向外、向上、向下四个方向转动时的最大转动范围。正常情况下，眼球内转时瞳孔内缘可达上、下泪小点连线，眼球外转时角膜外缘可达外眦，眼球上转时角膜下缘可达内、外眦的水平连线，眼球下转时角膜上缘可达内、外眦的水平连线之上。
（2）视力检查与验光矫正视力检查：视力检查能初步判断患者是否有屈光不正或者屈光不正的性质。可以用视力表或者电脑验光仪进行视力检查。斜视的儿童应该散瞳验光，内斜视使用阿托品散瞳验光。
2、眼位检查：对眼球运动能过中线的患者用三棱镜+交替遮盖法，对于眼球运动不能过中线的患者，采取三棱镜+中和法。但如果患者不能维持稳定注视，则不宜通过遮盖试验判断斜视及斜视度数。对成人斜视患者，最好的调节性视标是视力表上接近其视力阈值的那一行的字母。年幼患儿，看近的调节性视标为有精细细节的图画视标，看远的调节性视标为儿童动画录像片或发音玩具。
3、同视机检查：同视机可以用来检查双眼异向运动，测定他觉斜视度，测定kappa角。眼球后退综合征患者要注意检查正前方及侧方15°的斜视角。
4、被动牵拉试验：眼球后退综合征患者被动牵拉实验阳性。该实验宜在局部麻醉或幼儿手术前，在全身麻醉下以固定镊子夹住角巩缘处球结膜作被动牵拉试验，将眼球牵向偏斜方向的对侧。
5、眼外肌肌电图：
（1）眼球后退综合征Ⅰ型：外转时无放电现象，而内转时有放电现象。
（2）眼球后退综合征Ⅱ型：外转内转均有放电现象，但外直肌有２个放电高峰，说明外直肌有双重神经支配。
（3）眼球后退综合征Ⅲ型：在第一眼位内外直肌均显示同等强度的放电现象，说明外直肌完全由动眼神经支配。
6、眼电图：
（1）眼球后退综合征Ⅰ型：外转时扫视运动速度减慢，内转时中度减慢，外转时速度减慢是因为外直肌缺乏兴奋，而内转时速度减慢是因为外直肌异常神经支配。
（2）眼球后退综合征Ⅱ型：外转时扫视运动速度良好，内转时减慢。
（3）眼球后退综合征Ⅲ型：内外转时扫视运动速度均明显减慢。