一、病史
瞳孔异常患者自行发现较少，多由他人或照镜子时发现，应注意发现的时间，是持续性还是间歇性，是怎样发现，病情进展是快还是慢，是单眼还是双眼、或交替性等。
瞳孔异常的病史采集应注意全身疾病如高血压病可发生动脉瘤、动脉硬化、脑血管病等，糖尿病，梅毒、甲状腺功能亢进及慢性酒精中毒史等易合并眼外肌麻痹的因素。并注意颈部疾病、肺部疾病、咽部疾病、脑部外伤史及肿瘤史等。
药物应用史如使瞳孔扩大的药物有阿托品、东莨菪碱、颠茄类、肾上腺素等;使瞳孔缩小因素有有机磷中毒、颈交感神经麻痹、桥脑病变等。并且注意有无眼科扩瞳或缩瞳检查或治疗。
注意询问神经系统情况如头痛、恶心、呕吐、脑血管病，脑肿瘤，面部出汗情况，视物是否清晰等。
二、体格检查
1、一般检查 注意体温，发热时多为一些感染性疾病如海绵窦血栓、脑炎、脑膜炎;眼球突出可见于海绵窦血栓、眶内肿瘤、颈动脉海绵窦瘘;眼部有杂音见劲动脉海绵窦瘘;眼、颈部或脑部外伤;颈部和咽部有无肿瘤、炎症、肿大淋巴结等。
2、瞳孔 是扩大或缩小，是一侧还是双侧，直接和间接对光反射，眼裂大小，眼球有无突出、充血，眼球活动功能是否受到影响，视力与视野如何，有无复视，眼球运动异常和辐辏异常等，同侧面部运动、感觉和出汗情况，眼底有无视乳头水肿、充血和萎缩。其他神经系统定位体征如肢体瘫痪、感觉异常、植物神经功能异常等。
三、辅助检查
1、脑或眼部CT或MRI：检查有无脑部肿瘤、炎症、血栓、血管畸形、脑干病变、延髓空洞症及眶部肿瘤、炎症等。
2、脊髓MRI：检查有无脊髓空洞症，肿瘤，炎症等。
3、甲状腺检查、血糖检查、颈部、肺部和咽部的X线检查和组织病理学检查等。