一般医生根据有呼吸道、心脏、神经肌肉等疾病基础，出现不同程度神经精神异常，血气分析可诊断呼吸衰竭；排除了其他原因引起的神经、精神障碍即可诊断肺性脑病。

肺性脑病的诊断需要仔细询问病史，神经、精神异常表现的观察，完善相关检查明确诊断、判断疾病严重程度、寻找病因及排除其他疾病。

动脉血气分析：使用血气分析仪，分析人体动脉血中的 H+ 浓度和溶解在血液中的气体（主要指二氧化碳和氧气），判断是否存在呼吸衰竭和酸碱失衡及其严重程度，观察疗效。在海平面、标准大气压、静息状态、呼吸空气的条件下，动脉氧分压（PaO2）＜ 60 mmHg (正常参考值 80～100 mmHg)，伴或不伴动脉二氧化碳分压（PaCO2）＞ 50 mmHg (正常参考值 35～45 mmHg)，可诊断呼吸衰竭。血液酸碱度（PH）＜ 7.35 (正常参考值 7.35～7.45) 提示合并酸中毒。需要注意不要误抽到静脉血送检。

胸部影像学检查：包括胸部 X 线片、CT、放射性核素肺通气/灌注扫描等，有助于查找引起呼吸衰竭的病因。

腰椎穿刺、脑脊液检查：怀疑脑、脊髓感染时可行腰椎穿刺，已排除可能疾病。

头部影像学检查：头颅 CT、核磁等，排除有无脑部本身疾病所致神经、精神异常。

静脉血液检查：如血常规、电解质、甲状腺功能、生化等，了解有无其他基础疾病，寻找病因。

肺性脑病需要与中枢神经系统本身的疾病如脑梗塞、脑出血、脑部感染、脑外伤及脑部肿瘤等，以及其他系统疾病继发有脑部表现如肝性脑病、尿毒症性脑病、狼疮性脑病、各种中毒性脑病、水电解质紊乱（如糖尿病性酮症酸中毒及高渗性昏迷）等相鉴别。