腰椎穿刺（脊椎穿刺）

如果怀疑感染，则对离心的CSF沉淀物进行以下染色：

细菌（革兰氏染色)

结核病 （抗酸染色或免疫荧光）

隐球菌亚型（墨汁染色）

较多的脑脊液(10 mL)能增加病原学检查（包括染色和培养）的阳性率，尤其是抗酸杆菌和某些真菌。早期的脑膜炎球菌性脑膜炎或白细胞减少症患者，由于脑脊液蛋白较低，格兰氏染色时细菌无法黏附在载玻片上会出现假阴性的结果。在脑脊液沉淀物中加入一滴无菌的血清即可避免这个问题。对怀疑有出血性脑膜脑炎的病人，需进行湿性封片以检测有无阿米巴原虫。

当染色和培养结果均为阴性时（如部分治疗性脑炎），乳胶凝集试验和协同凝集试验可能会快速地明确致病原。脑脊液应做需氧菌、厌氧菌、抗酸杆菌和真菌的培养。

除肠道病毒外，脑脊液中很少分离出其他病毒。可用病毒抗体面板。

通常例行性病筛查和隐球菌抗原检测。 聚合酶链反应 (PCR) 测试 单纯疱疹病毒 和其他中枢神经系统 (CNS) 病原体越来越多。

可以做专门的脑脊液测试；它们包括检测各种疾病中的特定抗体，例如自身免疫性脑炎（另见The Diagnosis and Treatment of Autoimmune Encephalitis）。自身免疫性脑炎是针对特定神经元抗原的抗体介导的脑部疾病。