1.組織病理學檢查
病變腦組織可見海綿狀空泡，淀粉樣斑塊且形態多樣，神經細胞丟失伴膠質細胞增生，極少白細胞浸潤等炎癥反應。
2.免疫學檢查
多種免疫學方法，如免疫組織化學，免疫印跡，酶聯免疫吸附試驗（ELISA）等，已用于檢測組織中的PrPsc，采用抗PrP27～30抗體，可在經異硫氰酸胍及壓熱處理或蛋白酶K消化溶解PrPc后的病變組織中檢測到PrPsc，單克隆抗體15B3僅能結合PrPsc，因此不需經溶解PrPc的處理即可識別PrPc和PrPsc，取材包括腦、脊髓、扁桃體、脾、淋巴結、視網膜、眼結膜及胸腺等多種組織，應用免疫印跡方法，尚可在腦脊液中檢測到一種較具特征性的腦蛋白14-3-3，該蛋白是一種能維持其他蛋白構型穩定的神經元蛋白，正常腦組織中含量豐富但并不出現于腦脊液中，當感染朊病毒時大量腦組織破壞，使腦蛋白14-3-3泄漏于腦脊液中。
3.動物接種試驗
將可疑組織勻漿腦內或口服接種于動物（常用鼠，羊等），觀察被接種動物的發病情況，發病后取其腦組織活檢是否具朊病毒的特征性病理改變，此法敏感性受種屬間屏障限制，且需時較久。
4.物理檢查
腦電圖檢查可有特征性的周期性尖銳復合波（PSWC），具輔助診斷價值，此外，計算機斷層掃描（CT）及磁共振成像（MRI）的腦影像學檢查，可資鑒別朊病毒病與其他中樞神經系統疾病。
5.分子生物學檢查
從患者外周血白細胞提取DNA，對PRNP進行PCR擴增及序列測定，可發現家族遺傳性朊病毒病的PRNP特征性突變。