La diagnosi di commozione cerebrale si basa su riscontri fisici e neurologici, la durata del periodo di incoscienza (solitamente inferiore a 30 minuti), dell'amnesia post-traumatica (meno di 24 ore) e il punteggio della "Glasgow Coma Scale" (chi ha subito una commozione cerebrale presenta punteggi tra 13 e 15). Esistono test neuropsicologici per misurare la funzione cognitiva e che possono essere effettuati nei giorni o settimane successive all'evento traumatico oppure in tempi diversi per accertare il decorso. A partir dai primi anni del 2000, al fine di stabilire la progressione della condizione nel paziente, si è iniziato a utilizzare la valutazione della compromissione metabolica dei neuroni dopo all'evento traumatico e il loro recupero successivo, tramite spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. Queste tecnica, realizzabile tramite una apparecchiatura ad alto campo per la risonanza magnetica tradizionale e particolari software, permette di valutare le concentrazioni di alcuni metaboliti cerebrali e di dimostrare come tali livelli cambiano tra le aree sane e tra quelle colpite. Tra i metaboliti comunemente analizzati vi sono l'N-Acetil-Aspartato (NAA), la colina (Cho) e la creatina (Cr).