1、体格检查：枕骨粗隆下方压痛明显，头颈部被动活动受限，尤以旋转功能受限为主。伴有脊髓损伤可有脊髓神经支配区域的皮肤感觉和肌力的改变，有枕大神经卡压时可出现枕大神经分布区域放射性疼痛或皮肤感觉障碍。
2、头颈部X线平片：可显示椎前阴影增宽，拍摄X线平片主要是用于除外其他类型的上颈段损伤以及用于对枕齿间距的测量。在正常情况下，成年人的枕齿间距为4~5mm，超过5mm则表明寰枕关节半脱位或脱位。
3、CT：三维重建CT能早期诊断寰椎关节脱位，能更精确地确定寰枕关节的关系。
4、MRI：MRI对诊断神经病变和枕颈关节的排列很有价值，能够对韧带结构及椎旁软组织显像。如椎前软组织肿胀、脊髓水肿、硬膜下血肿等都能在MRI上得到很好的成像。提高了对韧带及关节损伤诊断的敏感度，同时为早期、准确地诊断寰枕关节的损伤提供了有力的证据。
5、实验室检查：损伤后C反应蛋白和血浆D-二聚体可增高，但无特异性。