周围神经病变不是某个单一的疾病，而是有很多潜在的疾病所表现出来的一个症状。正因如此，很难做出原发病的诊断。为了诊断病因，医生一般需要全面了解病史，进行体格检查以及神经系统检查，包括检查肌腱反射、肌力、肌张力、某些感觉的敏感性、姿势以及身体协调能力。
另外，医生可能还会让你做抽血化验维生素 B12 的水平、尿液分析、甲状腺功能检查以及肌电图。肌电图除了测定肌肉产生的电流以外，还能测定神经传导速度，即神经传递电信号的速度，后者经常用于诊断腕管综合症和其他周围神经病变。
如果上述检查还无法查明病因，医生可能会建议作神经活检，即摄取少量神经组织直接检查是否有异常。但是，即使进行神经活检，也不一定能发现原因。