根據慢性發病和臨牀表現的特點，有節段性分離性感覺障礙，上肢發生下運動神經元性運動障礙，下肢發生上運動神經元性運動障礙等，多能做出明確診斷。結合影像學的表現，可進一步明確診斷。
本病應與下列疾病鑑別：
1.脊髓腫瘤脊髓髓外與髓內腫瘤都可以造成侷限性肌萎縮以及節段性感覺障礙，在腫瘤病例中脊髓灰質內的星形細胞瘤或室管膜瘤分泌出蛋白性液體積聚在腫瘤上、下方使脊髓的直徑加寬，脊柱後柱側突及神經系統症狀可以類似脊髓空洞症，尤其是位於下頸髓部位有時難以鑑別。但腫瘤病例病程進展較快，根痛常見，營養障礙少見。早期腦脊液中蛋白有所增高，可以與本病相區別。對疑難病例CT、MRI可鑑別。
2.頸椎骨關節病可以造成上肢肌肉萎縮以及長束徵象，但根痛常見，病變水平明顯的節段性感覺障礙是少見的。頸椎攝片、必要時做脊髓造影以及頸椎CT或MRI有助於證實診斷。
3.頸肋可以造成手部小肌肉侷限性萎縮以及感覺障礙，伴有或不伴有鎖骨下動脈受壓的證據，而且由於在脊髓空洞症中常伴有頸肋，診斷上可以發生混淆。不過，頸肋造成的感覺障礙通常侷限於手及前臂的尺側部位，觸覺障礙較痛覺障礙更爲嚴重，上臂腱反射不受影響，而且沒有長束徵，當能做出鑑別，頸椎攝片也有助於建立診斷。
4.尺神經麻痹可產生骨間肌及中間兩個蚓狀肌的侷限性萎縮。但感覺障礙相對的比較輕微而侷限，觸覺及痛覺一樣受累，在肘後部位的神經通常有壓痛。
5.麻風可以引起感覺消失，上肢肌肉萎縮，手指潰瘍。但有正中、尺及橈神經及臂叢神經幹的增粗，軀幹上可以有散在的脫色素斑。
6.梅毒可以在兩方面疑似脊髓空洞症。在少見的增殖性硬脊膜炎中，可以出現上肢感覺障礙、萎縮以及無力和下肢錐體束徵，但脊髓造影可以顯示蛛網膜下腔阻塞，而且病程進展也較脊髓空洞症更爲迅速。脊髓的梅毒瘤可以表現出髓內腫瘤的徵象，不過病程的進展性破壞迅速而且梅毒血清反應陽性。
7.肌萎縮性側索硬化症不容易與脊髓空洞症相混淆，因爲它不引起感覺異常或感覺缺失。
8.穿刺傷或骨折移位有時可引起髓內出血，聚集在與脊髓空洞症相同的脊髓平面內，但損傷病史及X線片中的脊椎損傷證據均足以提供鑑別的依據。
