神経症状がみられる患者には，以下のステップで構成される段階的な方式（神経学的手法と呼ぶ）を用いてアプローチする：
症状を引き起こしている病変の解剖学的局在を全て同定する
関与している病態生理を同定する
鑑別診断を挙げる
適切な特異的検査を選択する
入念な病歴聴取と正確な神経学的診察を通して病変の解剖学的局在と病態生理を同定することにより，鑑別診断を十分に絞り込むことで，必要な検査の数を大幅に減らすことが可能になる。病歴は神経機能障害の可能性が高い部位を同定する上で重要であり，神経学的診察を行うことで，疑いのある部位の確証を高める。このアプローチをとらずに，反射的にCTやMRI，その他の臨床検査をオーダーしてはならず，そのような習慣は診断の誤りや不必要な費用につながる。
解剖学的局在を同定するため，検者は以下のような問いを検討する：
全ての症状と徴候が神経系の単一の病変に起因するのか，それとも複数の病変に起因するのか？
関係しているのは中枢神経系か，末梢神経系か，その両方か？
考慮すべき神経系の具体的な部位としては，大脳皮質，皮質下白質，基底核，視床，小脳，脳幹，脊髄，腕神経叢，腰仙骨神経叢，末梢神経，神経筋接合部，筋などがある。
病変の局在が同定されたら，病態生理学的原因のカテゴリーを検討するが，主として神経系に端を発するものと，体内の他の部位に端を発して二次的に神経系に影響を及ぼすもの（例，血管性，感染性，免疫性）がある。神経疾患の原因の一般的カテゴリーとしては以下のものがある：
血管性
感染性
腫瘍性
変性
外傷性
中毒性・代謝性
先天性
免疫性
神経学的手法を適切に用いれば，大半の複雑な症例にも順序だったアプローチが可能であり，神経学的にまぎらわしい状況（例，急性期脳卒中らしき症状が実際は脳腫瘍によって生じている場合，ギラン-バレー症候群を示唆する急速に上行する麻痺が実際は脊髄圧迫が原因である場合）でも判断を誤る可能性がはるかに低くなる。
病歴
病歴聴取は神経学的評価で最も重要な部分である。患者をリラックスさせ，自分の言葉で話ができるようにすべきである。通常，患者自身から信頼できる病歴を聴取できるか，代わりに患者の家族から話を聞くべきであるかは，迅速に判断することができる。
現病歴としては，患者に対して以下について問診をすべきである：
各症状の性質，強度，分布，持続期間，および頻度（具体的に質問すべきである）
急性，亜急性，慢性（先天性を含む）の病態を鑑別するための症状の持続期間
症状を悪化および減弱させる状況
過去に受けた治療の効果
原因同定の参考にするための症状の出現順序
神経系と直接関係のない症状（全身性疾患を示唆する）
定量的に記載した具体的な障害（例，休憩なしで歩行できる距離は最大7.6m）と，それらが患者の日常生活に与えている影響
神経症状は他の疾患（特にアルコール使用症，糖尿病，がん，血管疾患，およびHIV感染症）によく合併するため，既往歴の聴取と詳細なシステムレビュー（review of systems）が必須である。
片頭痛と多くの代謝疾患，筋疾患，末梢神経疾患，および神経変性疾患は遺伝性のことがあるため，家族歴が重要である。
社会歴，職業歴，および旅行歴からは，まれな感染症や毒性物質および寄生虫への曝露についての情報が得られる。
ときに，神経系の症候は機能性のことがあり，それらは精神疾患を反映している。典型的には，そのような症候は解剖学的および生理学的な原則と一致せず，患者は抑うつ状態であったり，異常に怯えていたりすることがある。しかしながら，ときに機能性疾患と身体疾患が同時に存在することもあり，そのような症例の鑑別には手腕が問われる場合がある。
身体診察と検査
