运动神经元病主要是根据临床症状和一些辅助检查来诊断，此病一般从中年以后开始发病，临床表现主要是从手开始并渐渐发展至四肢、躯干的肌肉无力、肌肉萎缩、肌束震颤，也就是肉眼可见的肉跳，同时合并有上运动神经元损害的体征，包括腱反射亢进、病理征阳性，后期会影响到延髓和呼吸肌，表现为言语不清、吞咽困难、饮水呛咳、舌肌萎缩、舌肌震颤、呼吸无力，需要呼吸机辅助呼吸。此病一般不影响感觉，所以患者没有感觉异常。
肌电图检查对运动神经元病的诊断很重要，可以显示患者在延髓、颈、胸、腰、骶、脊髓不同神经节段所支配的肌肉出现进行性失神经支配，和慢性神经再生支配的现象。有的患者脊髓磁共振可以看到颈膨大和腰膨大处变细，肌肉活检可以看到神经源性肌萎缩的病理改变，其他检查基本难以发现明显的异常。如果患者的临床表现、肌电图和病理检查都符合上述表现的话，就可以诊断此病。
