诊断小脑萎缩，磁共振是首选，可以发现小脑萎缩，且还可观察到时小脑半球萎缩、是蚓部变薄，还是整体小脑都萎缩。磁共振具有不可替代性，其他较多检查均不如磁共振敏感，而磁共振做普通的平扫，T1项、T2项不够，一般要做矢状位的扫描，而我国多数医院的磁共振均有矢状位的扫描。矢状位扫描可更清楚观察到小脑幕以下的结构，不但可观察到萎缩的小脑，还可同时观察萎缩的程度是轻度萎缩、中度萎缩还是重度萎缩。脑干亦需观察，因有不少小脑萎缩的患者，实际上是多系统萎缩。脑干的萎缩在矢状位上，做磁共振可明显观察到有无十字征，脑桥有无前后径变窄，配合小脑沟回的增宽，对于早期的多系统萎缩，较有诊断价值。而做头颅CT和血管成像，均不能够明确发现小脑的萎缩。