El diagnóstico de la esclerosis múltiple es fundamentalmente clínico, y se basa en la historia de la enfermedad y en la exploración neurológica. Se realiza mediante unos criterios diagnósticos que se basan en la diseminación de la enfermedad tanto en el espacio como en el tiempo. Los criterios más utilizados actualmente son los de Poser y McDonald. Las pruebas complementarias suelen ser necesarias en la mayoría de los casos, tanto para apoyar el diagnóstico de la enfermedad como para excluir otros. Entre ellas destacan las pruebas de neuroimagen, sobre todo la resonancia magnética, el análisis del líquido cefalorraquídeo y los potenciales evocados. El diagnóstico diferencial de la enfermedad incluye todas aquellas patologías que pueden provocar síntomas o lesiones multifocales o recurrentes, sobre todo en adultos jóvenes. Entre ellas destacan las infecciones del sistema nervioso, las neoplasias, el lupus, la sarcoidosis, la enfermedad de Behçet, los fenómenos vasculares, las malformaciones u otras enfermedades desmielinizantes.