认知功能衰退到一定程度，影响患者的日常生活能力，就可以达到痴呆的诊断标准。然而，引起痴呆的病因非常复杂，目前已知就有近一百种。因此，各种痴呆诊断相关的辅助检查手段应运而生。
当认知障碍患者首次就诊时，临床医生会要求其进行神经心理测定，以评估患者是否存在认知功能减退，认知损害的领域和严重程度如何。神经心理测定是痴呆历史最为悠久的诊断手段之一，由专门的神经心理评定员进行，根据不同的目的，选择相应的工具，繁简不一。
在临床实践中发现，由于神经心理测验常以问答形式完成，有别于生化、影像等依赖仪器完成的检测，常常得不到患者及家属的配合而影响测试成绩。而事实上，对于痴呆患者而言，合格的神经心理测验恰恰是最为重要的检测手段。
血生化检查在痴呆诊断中主要肩负鉴别诊断的作用，有助于发现可治疗的认知障碍病因，例如：维生素缺乏、甲状腺功能低下、感染性疾病等；CT或磁共振等影像学检查，可以发现颅内病灶、各种病因（如肿瘤、硬膜下血肿、脑积水）或其他可能导致痴呆的因素（如脑血管病）。SPECT和FDG-PET能定量显示葡萄糖代谢，无论鉴别老年性痴呆与正常对照、或鉴别不同病因痴呆，准确率均较高。PET检查被美国批准用于老年性痴呆的诊断，对于早期诊断具有良好的敏感度和特异度。
近年来涌现出不少新兴痴呆诊断手段。包括磁共振容积成像及测量、脑脊液生物标志物检测和PET特异性配体显像。通过对beta淀粉样蛋白、磷酸化Tau蛋白等特异性蛋白浓度的测定，可以对痴呆进行精确的病因学诊断，并能在痴呆的临床前阶段实现早期诊断。研究显示，结合脑脊液中特异性蛋白等生物标志物指标，在临床前痴呆（轻度认知损害）患者中识别早期老年性痴呆的敏感度可达95％，特异度达83％。
临床诊断老年性痴呆，需要详细询问患者及其家属（例如配偶或照料者）其临床表现和发展过程，从而确定有无认知损害，社会、职业、工具性日常生活能力是否受损。以美国国立神经系统疾病与卒中研究所-老年性痴呆及相关疾病学会（NINCDS-ADRDA）诊断标准为代表的操作性诊断标准对于鉴别痴呆和非痴呆具有良好的敏感度和特异度（80％），但鉴别不同类型痴呆的准确性不高（23-88％）。
