1. CT 和MRI检查可显示缺血性梗死或出血性梗死改变，合并出血性梗死高度支持脑栓塞。许多病人继发出血性梗死临床症状并加重，发病3-5日内复查CT可早期发现激发梗死后出血，及时调整治疗方案。MRA可发现颈动脉狭窄程度或闭塞。
2. 腰穿脑压正常，脑压增高提示大面积脑梗死。出血性梗死脑脊液可呈现血性或镜下红细胞;感染性脑栓塞脑脊液细胞数增高(早期粒细胞为主, 晚期淋巴细胞为主);脂肪栓塞脑脊液可见脂肪球。
3. 心电图应作常规检查，确定心肌梗死、风心病、心律失常等证据。脑栓塞可作为心肌梗死的首发症状并不少见。颈动脉超声检查可评价管腔狭窄程度和粥样硬化斑块，对证实颈动脉源性栓塞有提示意义。