L'esame del cervello con MRI può in alcuni casi mostrare alterazioni infiammatorie nel tessuto cerebrale. L'EEG (esame dell'attività elettrica del cervello) può mostrare un'attività lenta e segni di attività epilettica. Molti autori enfatizzano il ruolo principale dell’esame del liquido cefalorachidiano negli esordi psicotici. L'analisi del liquido spinale può mostrare segni di infiammazione nel sistema nervoso centrale, con livelli elevati di globuli bianchi, livelli elevati di proteine e segni di produzione di anticorpi. Poiché può essere difficile distinguere l'encefalite autoimmune dall'encefalite causata da un virus, di solito viene eseguita la analisi con reazione a catena della polimerasi del liquido spinale per escludere varie infezioni virali (es. virus herpes simplex di tipo 1).