动眼神经麻痹的诊断主要依赖详细的眼科神经学检查，包括眼睑下垂、眼位外斜、瞳孔扩张、两眼协调性不佳等等症状，视网膜、视乳头检查也是一个重点，另外一个检查的方向则是放在排除足以危害其他组织器官的疾病。因此，除了基本眼科神经学的检查之外，我们也必须进行某些影相学检查(电脑断层CT、核磁共震仪MRI、血管造影) ，排除掉一些进行性的疾病，若是病患原先本身并无特殊的全身性疾病(诸如高血压、糖尿病等疾病)，则要怀疑是否有脑神经血液，血管，,肿瘤等疾病，也就是要排除第三对脑神经路径上的病变，如果有必要，会同神经科专家做适当的会诊也是相当重要。