一般檢查 包括三大常規、痰脫落細胞檢查、凝血功能有關檢查、血清學檢查(根據需要選癌胚抗原、酸性磷酸酶、甲胎蛋白、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、絨毛膜促性腺激素、神經元特異性烯醇化酶等)，正、側位X線胸片、肝B型超聲檢查，以及必要時作胃、腸或支氣管內鏡檢查。如發現淺表淋巴結腫大可作活檢送病理，以便尋找原發性腫瘤的是否存在以及其侵犯范圍和類型。
1.X線特殊檢查 計算機X線斷層攝影(CT)、磁共振成像(MRI)和數字減影(DSA)等特殊檢查腦部是確定腦部轉移性腫瘤和病灶定位的最重要檢查，其他檢查只是輔助性手段。由于血腦屏障和血腫瘤屏障的改變，經注射造影劑后其對比度加強，對疑有腦轉移者作CT檢查，約90%以上腦轉移灶可示典型的類圓形影，常位于白質和灰質結合部，其周圍還可見低密度區，為腦轉移灶周圍水腫所致。多數腦轉移灶在造影劑加強前是低密度區，但黑素瘤、絨癌和結腸癌的腦轉移灶為例外，在造影劑加強前常呈現高密度。使用薄層檢查可發現直徑5mm左右病灶。
MRI能從多種體層面觀察，并可用不同參數(T1、T2、質子密度)以增進發現異常影像并對其病變性質有一定鑒別能力。由于腦、脊髓含脂肪(即包括豐富的氫質子)成分高，成像效果好，而轉移性腫瘤含脂肪低，故常用于確定腦轉移性腫瘤是否存在，并對鑒別腫瘤、出血、腦積水、腦水腫有一定幫助。
DSA對腦內血管圖像顯示清晰，轉移性腫瘤常由于血供豐富可形成腫瘤著色圖像，有利于了解腦內血管走向或斷流等改變，也可為選擇治療提供信息。
定期檢查CT、MRI，有利于及時對比觀察，盡早發現腦轉移。
2.腰椎穿刺 留取腦脊液作常規和病理細胞學檢查，離心沉淀或使用濾器可提高陽性率，然而常須反復檢查;必要時送細菌培養及有關病毒學方面的檢查。腰椎穿刺常選用22號針，穿刺前應作眼底檢查，對有視盤水腫者穿刺放液應慢，留腦脊液應少，為安全考慮可先進行脫水治療。
