神経ライム病の重要な診断基盤は、主に疫学的病歴、脳脊髄液検査、血清学的診断検査である。
1.疫学的病歴：神経学的ライム病は人獣共通感染症であり、患者はマダニ感染地域への渡航歴があり、それは夏に多く、病原体はマダニに咬まれることによって動物からヒトに感染するが、ヒトからヒトへの感染はない。
2.脳脊髄液検査：神経学的ライム病患者は腰椎穿刺で脳脊髄液を採取し、検査室で検査した結果、リンパ球が多く、蛋白は軽度増加し、糖度は正常で、特異抗体含量が上昇していることが診断上重要である。
3.血清診断：血清中の特異的IgM抗体、IgG抗体の上昇は診断上重要であるが、偽陰性、偽陽性に注意する。