脑血栓的诊断主要根据以下几点：①多发于中老年。②静态下发病。③病后几小时或几天内达高峰。④有高血压、糖尿病、高血脂、心脏病及脑卒中史。⑤病前有过短暂性脑缺血发作。⑥有明确的失语，复视，面、舌及肢体瘫痪，共济失调，感觉障碍等定位症状和体征。⑦脑CT或MRI提示症状相应的部位有明确的病灶。⑧腰椎穿刺检查多为正常。在确诊脑血栓形成后，还应进一步明确其病因。
脑血栓形成应与以下疾病鉴别：①脑出血：典型的脑出血诊断并不难，其主要表现为突然发病、头痛、呕吐、意识障碍、肢体瘫痪等。但是，小量脑出血的表现类似于脑血栓形成，或大片脑梗死也类似脑出血的表现，在临床上这两种情况难以区别，而必须依靠脑CT扫描检查。②脑栓塞：临床表现与脑血栓形成相类似，但脑栓塞患者一般在动态下突然发病，有明确的栓子来源如心房纤颤、心肌梗死、细菌性心内膜炎、颈动脉粥样硬化斑块、心外科术后等。脑栓塞的CT扫描常表现为多个新发的梗死灶及病灶周围有点片状高密度影的出血性脑梗死，MRI则显示出梗死灶为混杂的异常信号。③颅内占位性病变：许多颅内占位性病变，如脑肿瘤、硬膜下血肿、脑脓肿等，可表现为进展性头痛、呕吐、肢体瘫痪等，类似于脑血栓形成，应注意与之鉴别。