脑血栓的检查主要有头颅CT和头颅磁共振扫描，也即MRI，有助于脑血栓的确诊。同时脑血栓也可以通过一些其他的辅助检查，比如脑血管造影，可以发现血管的狭窄以及闭塞的部位，显示动脉炎，烟雾病，动脉瘤和动静脉畸形等等。还有经颅多普勒可发现颈动脉及颈内动脉狭窄，动脉粥样硬化斑块或血栓形成。同时超声心动图可检查附壁血栓，心房粘液瘤和二尖瓣脱垂，以及颈动脉及锁骨下动脉彩超可以发现局部的斑块及狭窄，以上的检查都有助于脑血栓的诊断。