1、血常规：有助于判断体内是否有细菌、病毒等的感染；碳氧血红蛋白增加，有助于急性一氧化碳中毒引起的小儿急性中毒性脑病的诊断。
2、脑脊液检查：小儿急性中毒性脑病做脑脊液检查可以测定颅内压，也可以鉴别细菌、病毒感染引起的颅内感染，协助鉴别自身免疫引起的脑病等。脑脊液压力常增高，外观透明，细胞数正常。蛋白质正常或略增加。糖及氯化物均正常。
3、头颅磁共振：可以评估脑水肿的状况，有无压迫周围脑组织。
4、血清酶测定：在急性一氧化碳中毒时，磷酸肌酸激酶、乳酸脱氢酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶等增加；有机磷中毒时口中有蒜臭味，双侧瞳孔缩小，分泌物增多，立即查血胆碱脂酶。
5、动脉血气分析：急性一氧化碳中毒时，血中氧分压明显降低。
6、胸部X线片：重症肺炎引起的小儿急性中毒性脑病可以通过胸部X线片评估肺炎的情况。
7、毒物检测：进行毒物检测有助于治疗上选择相应解毒剂。