腰椎穿刺は以下を目的として行われる：
頭蓋内圧と髄液組成を評価する（様々な疾患における髄液異常 様々な疾患における髄液異常
の表を参照）。
相対的禁忌として以下のものがある：
穿刺部位の感染
出血性素因
頭蓋内腫瘤性病変，髄液流出障害（例，中脳水道狭窄症またはキアリI型奇形による），または脊髄における髄液閉塞（例，腫瘍による脊髄圧迫）による頭蓋内圧亢進
視神経乳頭浮腫または局所神経脱落症状がみられる場合には，腰椎穿刺の前にCTまたはMRIを施行して，テント切痕ヘルニアまたは小脳ヘルニア 脳ヘルニア 脳ヘルニアは，頭蓋内圧が上昇することにより，頭蓋内の硬い障壁の開口部（テント切痕など）から脳組織の一部が突出することで発生する。 乳児期を過ぎると頭蓋骨は硬化するため，頭蓋内に腫瘤や腫脹が生じると，頭蓋内圧が上昇する結果，ときに硬い頭蓋内障壁の間隙（テント切痕，大脳鎌，大後頭孔）を越えて脳組織が脱出する（ヘルニア）。頭蓋内圧が十分に上昇すると，その原因にかかわらず，クッシング反射をはじめとする自律神経系の異常が生じるようになる。クッシン... さらに読む 
を誘発しうる腫瘤の存在を除外すべきである。
腰椎穿刺の手技
手技は典型的には，患者を左側臥位にして行う。協力的な患者であれば，膝を抱えて可能な限り強く体を丸めてもらうようにする。この体位を維持できない患者は，介助者が患者の体を支えなければならない場合があり，あるいは，特に肥満患者では，ベッドサイドに座らせてベッドサイドテーブルにかがみ込むようにさせると，脊椎がよりよく曲がることがある。
直径20cmをヨードで消毒した後，ヨードをアルコールで拭き取り，くも膜下腔に入らないようにする。スタイレット付きの腰椎穿刺針をL3～L4またはL4～L5間に刺入する（L4棘突起は，典型的には両側の後上腸骨稜の間の線上に存在する）；刺入した針を患者の臍に向かって頭側に進め，常に床と平行となるように維持する。しばしば針がくも膜下腔に入る際に，ポンという音がする；続いてスタイレットを引き抜いて髄液を流出させる。
マノメーターで初圧を測定する；検査用に髄液を約5～10mLずつ4本のチューブに採取する。穿刺部位はその後，滅菌された絆創膏で被覆する。
約10％の頻度で腰椎穿刺後頭痛 腰椎穿刺後およびその他の低髄液圧性頭痛 腰椎穿刺または自発性あるいは外傷性髄液漏により髄液の量および圧が減少することで，低髄液圧性頭痛が引き起こされる場合がある。 （頭痛患者へのアプローチも参照のこと。） 腰椎穿刺による髄液の採取は，特発性または外傷性髄液漏の場合と同じく髄液の量および圧の減少をもたらす。 腰椎穿刺後の頭痛は一般的で，通常は数時間から1～2日後に起き，重度となりうる。体格が小さい若年の患者で最もリスクが高い。細いnoncutting針を使用することでリスクが低... さらに読む が生じる。
腰椎穿刺
手技は典型的には，患者を左側臥位にして行う。スタイレット付きの腰椎穿刺針をL3～L4間またはL4～L5間に刺入する（L4棘突起は，典型的には両側の後上腸骨稜の間の線上に存在する）；刺入した針を患者の臍に向かって頭側に進め，常に床と平行となるように維持する。しばしば針がくも膜下腔に入る際に，ポンという音がする；続いてスタイレットを引き抜いて髄液を流出させる。  |
髄液の色
正常な髄液は無色透明であり，細胞数が300/μLを超えると混濁または不透明になる。
血性髄液は，穿刺時の外傷（穿刺針を脊柱管腹側部に沿った静脈叢まで深く挿入した場合）またはくも膜下出血 くも膜下出血 （SAH） くも膜下出血は，くも膜下腔への突然の出血である。自然出血の最も一般的な原因は動脈瘤破裂である。症状としては突然の重度の頭痛などがあり，通常は意識消失または意識障害を伴う。二次性の血管攣縮（局所的な脳虚血を引き起こす），髄膜症，および水頭症（持続性の頭痛および意識障害を引き起こす）がよくみられる。診断はCTまたはMRIによる；脳画像検査が正常であれば，診断は髄液検査による。治療は支持療法と脳神経外科手術または血管内治療によるが，包括的脳卒... さらに読む 
を示唆している可能性がある。穿刺時の外傷は以下の点で区別できる：
1本目の試験管から4本目の試験管にかけて髄液の混濁が弱くなる（赤血球数の減少で確認できる）
遠心分離してもキサントクロミー（溶解した赤血球による髄液の黄色化）を認めない
破損のない新しい赤血球がみられる
内因性のくも膜下出血では，採取した髄液全てが一様に血性となる；発作後数時間が経過している場合は，しばしばキサントクロミーがみられる；赤血球は通常古く鋸歯状を呈する。かすかに黄色い髄液は，古い色素原，重度の黄疸，またはタンパク質の増加（> 100mg/dL）による場合もある。
髄液の細胞数と糖およびタンパク質濃度
細胞数および細胞分画と糖およびタンパク質濃度は，多くの神経疾患の診断に役立つ（様々な疾患における髄液異常 様々な疾患における髄液異常 の表を参照）。
正常の場合，髄液糖/血糖比は約0.6であり，重度の低血糖の場合を除いて，髄液糖は通常50mg/dL（2.78mmol/L）を超える。
髄液タンパク質値の上昇（> 50mg/dL）は疾患の指標として感度は高いが，特異度は低い；500mg/dLを超えるタンパク質増加は，化膿性髄膜炎，進行した結核性髄膜炎，脊髄腫瘍による完全閉塞，または血性髄液においてみられる。グロブリン（正常では15％未満），オリゴクローナルバンド，およびミエリン塩基性タンパク質に対する特殊検査は，脱髄疾患の診断に役立つ。
髄液の染色，検査，培養
感染が疑われる場合は，遠心分離した髄液沈渣を染色して以下を検索する：
髄液量が多いほど（10mL），染色および培養で病原体（特に抗酸菌および特定の真菌）を検出できる可能性が高くなる。初期の髄膜炎菌性髄膜炎 髄膜炎菌感染症 髄膜炎菌（Neisseria meningitidis）は，髄膜炎と髄膜炎菌血症を引き起こすグラム陰性球菌である。症状は通常重度で，頭痛，悪心，嘔吐，羞明，嗜眠，発疹，多臓器不全，ショック，播種性血管内凝固症候群などがみられる。診断は臨床的に行われ，培養により確定する。治療はペニシリンまたは第3世代セファロスポリン系薬剤による。 髄膜炎菌は，ナイセリア科に属するグラム陰性好気性球菌である。13の血清群があり，そのうちの6群... さらに読む 
または重度の白血球減少症 白血球減少症の概要 白血球減少症は，循環血中の白血球数が4000/μL未満に減少することである。通常は循環血中の好中球数の減少を特徴とするが，リンパ球，単球，好酸球，または好塩基球の数の減少も一因となる場合がある。その結果，一般に免疫機能が低下することがある。 好中球減少症は，血中の好中球数が白人で1500/μL未満，黒人で1200/μL未満に減少することで... さらに読む の患者では，髄液タンパク質が少なすぎるためにグラム染色時にスライドガラスに細菌が付着しないことがあり，偽陰性の原因となりうる。この問題は，無菌の血清を髄液沈渣に1滴混合することで予防できる。出血性髄膜脳炎が疑われる場合は，直接鏡検によりアメーバの検出を試みる。ラテックス凝集反応および共凝集試験により，細菌を迅速に同定できることがあり，特に染色および培養が陰性の場合（例，治療開始後の髄膜炎）に有用である。髄液検体では好気培養，嫌気培養，抗酸菌培養，および真菌培養を行うべきである。
エンテロウイルスを除いて，髄液からウイルスが分離されることはほとんどない。ウイルス抗体パネルが利用できる。
しばしばVDRL（Venereal Disease Research Laboratories）試験とクリプトコッカス抗原検査がルーチンに行われる。単純ヘルペスウイルス 単純ヘルペスウイルス（HSV）感染症 単純ヘルペスウイルス（ヒトヘルペスウイルス1型および2型）は一般的に，皮膚，口腔，口唇，眼，および性器を侵す反復性感染症を引き起こす。頻度の高い重症感染症としては，脳炎，髄膜炎，新生児ヘルペスなどがあり，易感染性患者では播種性感染症もある。皮膚粘膜感染症では，紅斑上に集簇する有痛性の小水疱が生じる。診断は臨床的に行う；培養，PCR検査，直接蛍光抗体法，または血清学的検査により確定診断が可能である。治療は対症療法である；アシクロビル，バラ... さらに読む 
や中枢神経系に感染するその他の病原体を対象とするPCR検査が，ますます利用しやすくなっている。
