無菌性腦膜炎的腦脊液多有異常改變，通常表現為輕度細胞和(或)蛋白增多，糖和氯化物一般正常。早期腦脊液炎性細胞中可以中性粒細胞為主，以后則以淋巴細胞為主。蛋白質定量多在lg/L以下。在疾病極期可有輕度顱壓增高。
腦電圖檢查常見彌漫性慢波增多，個別可見癇樣放電，隨病情好轉腦電圖異常也逐漸恢復，在并發癲癇的病例仍可見到癇樣放電。
病毒分離和血清學試驗是明確病因的基本方法。可于發病早期采集標本(腦脊液、糞便、血液、尿液、呼吸道粘膜，或必要時腦活檢組織等)分離病毒，懷疑某種病毒時應選取相應的標本送檢以提高陽性率。
血清學試驗一般采用雙份血清法，分別于發病早期及恢復期取血或腦脊液送檢，抗體滴度如有4倍以上升高則可確診。某些病毒感染，如腮腺炎病毒、巨細胞病毒等，可于極期送檢標本，檢測早期IgM抗體，如為陽性則有助于早期確診。
多數病毒引起的無菌性腦膜炎缺乏特異性治療。主要針對病情變化給予一般支持和對癥治療。包括：①維持水電解質平衡和適當的營養；②控制高熱；③鎮靜劑與止驚劑的應用，適用于出現過度興奮、多動或驚厥者；④病情監護，如出現昏迷或更嚴重的神經癥狀體征，則應按病毒性腦炎治療。確診或高度懷疑皰疹病毒感染者應盡早給予無環鳥苷治療；每次劑量為5～10mg/kg，于l小時內靜脈注射，每8小時1次，療程l～2周。