神經系統表現多種多樣是硬化癥的特點，隨病情發展，或病變程度不同，出現的癥狀體征可以是疾病本身表現，也可以看作并發癥。另外，應注意繼發的肺部感染、尿路感染、褥瘡等。
采用腦脊液常規檢查，約1/3的MS患者，特別是急性發病、惡化型的病例，腦脊液常有輕度到中度的單核細胞增多(通常少于50×106/L)。在進展型視神經脊髓炎患者和某些腦干脫髓鞘疾患，細胞總數可達100×106/L。在急性高峰病情下，細胞比例可以多核白細胞為主。細胞數增減反映疾病的活動性。約40%的患者，CSF中的總蛋白含量升高。蛋白增多是輕度的，蛋白的濃度超過100mg/dl在MS很少見。更為重要的是在2/3的患者γ-球蛋白(主要為IgG)的比例增加(超過總蛋白的12%)。
另一種診斷是通過測定血清和腦脊液中白蛋白和γ-球蛋白的比值監測IgG指數。IgG指數由以下公式得到：CSFIg÷血清Ig/CSF白蛋白÷血清白蛋白。比值大于1.7為可能性MS。已經證明MS患者CSF中γ-球蛋白是在CNS合成的，在瓊脂電泳中被分離有異常泳帶，稱為寡克隆帶(IgG)。這種寡克隆帶也可見于梅毒和亞急性硬化全腦炎患者的CSF。CSF出現的寡克隆帶不會在血液中出現，這對早期診斷非典型MS具有特殊的意義。具有寡克隆帶的首次發作的MS可預測為慢性復發性MS。很多患者在急性期CSF中含有高濃度的髓鞘堿性蛋白(MBP);在慢性進展期MBP含量較低或正常;在疾病的緩解期MBP含量正常。其他破壞髓鞘的病損(如梗死)也可增加MBP的水平。因此，這一測定指標對診斷無特異性。
將細胞數、總蛋白、γ-球蛋白和寡克隆帶都考慮在內，大多數硬化癥患者會發現腦脊液異常。目前，測定CSF中作為總蛋白一個組分的γ-球蛋白和寡克隆帶是MS最可靠得化學檢測方法。