בדיקה של נוירולוגי.ת קוגניטיבי.ת מתחילה בתשאול (אנמנזה) מעמיק של המטופל ושל מלווה, במטרה לאפיין את התלונה הקוגניטיבית ואת חומרתה, ולברר את אפשרות קיומן של מחלות הפוגעות בקוגניציה. בהמשך, יש לבצע מבחן על מנת להעריך את המצב הקוגניטיבי באופן אובייקטיבי וכמותי. מבחנים נפוצים בשימוש בישראל כוללים את מבחן מיני-מנטל (MMSE) ומבחן מוקה (MoCA). לעיתים יש צורך בביצוע מבחנים קוגניטיביים מקיפים יותר, ואז מבצעים אבחון נוירופסיכולוגי, הנקרא גם אבחון קוגניטיבי. לשם כך לעיתים יש להיעזר בנוירופסיכולוג.ית.

בנוסף, הנוירולוג.ית מבצע.ת בדיקה נוירולוגית גופנית הכוללת למשל בדיקת החזרים (רפלקסים) או בדיקה של תפקוד מוטורי.

לאחר ביצוע הערכה זו, הנוירולוג.ית הקוגניטיבי.ת יפנה לבדיקות עזר נוספות, בהתאם למקרה ולצורך, הכוללות בדיקות הדמיה של המוח כמו CT ו-MRI, ומיפוי מוח (PET ו-SPECT), בדיקות דם שונות, בירור ווסקולרי, ולעיתים גם ניקור מותני או מיפויי מוח מתקדמים.

שקלול כל הממצאים יסייע לנוירולוג.ית הקוגניטיבי.ת לקביעת אבחנה, קבלת החלטות טיפוליות ומתן המלצות מותאמות למטופל.ת.