目前运动神经元病还没有特异性的诊断生物学标志物，因而其诊断主要依靠临床表现。运动神经元病的诊断标准中强调随诊及鉴别诊断的重要性，下面就其鉴别诊断进行详述，以期提高大家诊断运动神经元病的准确性。
同时存在上、下运动神经元损害的患者需要和以下疾病鉴别：颈椎病、副肿瘤综合征、平山病、脊髓性肌萎缩症、遗传性痉挛性截瘫、脊髓灰质炎后综合征、亚急性联合变性、肾上腺脑白质营养不良等。
1、颈椎病：颈段退行性脊髓神经根病引起可以表现为上、下运动神经元病的体征常常需要与ALS进行鉴别，而且在ALS患者中常常伴有颈椎病。颈椎病较少出现手部的下运动神经元体征或广泛性肌束颤动。
2、亚急性运动神经元病：主要侵及脊髓前角细胞和延髓运动神经核，表现为非炎症退行性变。原发性肿瘤以骨髓瘤和淋巴细胞增殖性肿瘤多见。临床表现为亚急性进行性下运动神经元受损的症状，如下肢无力、肌萎缩，上肢和脑神经受累较少。
3、遗传性痉挛性截瘫：遗传性痉挛性截瘫表现为慢性进展性病程，具有家族史，括约肌障碍以及缺乏下运动神经元、球部和呼吸受累的症状和体征。
4、脊髓亚急性联合变性：脊髓亚急性联合变性是维生素B12缺乏导致的神经系统变性疾病，常累及脊髓后索，其次为周围神经及侧索。因其显著的感觉异常可与ALS鉴别。
5、脊髓空洞症：脊髓空洞症是一种脊髓灰质内的空洞形成及胶质增生性疾病。主要表现为运动、感觉、自主神经功能障碍、营养障碍、畸形等，可表现为肌萎缩和无力。
6、平山病：又称青少年上肢远端肌萎缩症，是一种良性自限性下运动神经元病。典型平山病表现为青春早期隐匿发病，男性多见，主要症状表现为手及前臂无力，随后出现手部肌肉萎缩，以右侧小肌肉显著。
