正中神経の異なる部位への病変は同様の症状を引き起こすため、臨床医は神経経路に沿って運動および感覚の完全な診断を実施する。 神経伝導検査の値の低下は、神経圧迫の指標として使用され、圧迫の局在を決定するのに役立つことがある。 レントゲン写真では、肘関節のすぐ近位に異常な骨性突起（顆上突起）を認めることがある。 付着した線維性組織（Struthers靭帯）が、突起の下を通る正中神経を圧迫することがあります。 これは、顆上突起症候群とも呼ばれます。
前腕が最大に上反した状態で120～130度の肘関節屈曲時に前腕に症状が再現されると患者が述べた場合、病変は線維束の下（上腕骨端組織としても知られる）に限局している可能性がある。 また、前腕屈筋の運動枝が発生するすぐ近くの上腕部に病変があり、こぶしを握ることができない場合に診断される。 具体的には、人差し指と中指はMCP関節で屈曲できず、親指は通常、反張できない。 これは、ベネディクションの手、あるいはローマ法王の祝福の手と呼ばれています。 もう1つのテストはボトルサインで、患者は円筒形の物体の周りですべての指を閉じることができない。
手根管症候群（CTS）は、手根管の下を通る正中神経が圧迫されることによって起こる。 手を通じての神経伝導速度検査は、CTSの診断に用いられる。 物理的な診断テストとしては、Phalen maneuverまたはPhalen testとTinel徴候があります。 症状を緩和するために、患者は「温度計を振る」ような動作を表現することがあるが、これもCTSの徴候である。
前腕筋症候群（プロネイター症候群としても知られている）は、前腕筋の2つの頭の間で正中神経が圧迫されるものである。 前腕筋テストは、肘を伸ばすと同時に前腕を抵抗に逆らってプロネーションさせようとすると痛みを感じるというもので、この症候群の指標となる。 医師は、前腕筋の肥大を確認することができます。 前腕筋頭部周辺のTinel’s signが陽性であることが必要です。 手根管症候群との鑑別は、就寝中に痛みがないことがポイントである。 最近の文献では、肘から前腕にかけて起こる正中神経麻痺を一括して前腕筋症候群と診断している。
非協力的な患者には、皮膚しわ試験で無痛で指の脱神経を確認する方法がある。
「猿手奇形」では、インピンジメントにより掌筋が麻痺し、その後に扁平化する。 この手指の変形はそれ自体で診断されるものではなく、距腿筋が萎縮した後に初めて見られるものです。 多裂筋はそのまま残っていますが、筋肉の扁平化により親指は内転し、側方回旋します。 多裂筋は親指を内側に屈曲・回旋させるため、親指は反対方向に動かせなくなります。 手根管症候群は、放置しておくと母指球筋の麻痺を引き起こし、猿手の変形を引き起こす可能性があります。 猿手変形は、ベネディクトハンド変形でも見られる。
正中神経の枝である前骨間神経（AIN）は、手の指の動きだけを担当し、感覚機能はない。 従って、AIN症候群は純粋な神経障害性です。 AINSは上肢の神経障害の1％未満であり、非常に稀な疾患と考えられています。 この症候群の患者さんは、遠位指節間関節に障害があるため、何かをつまんだり、人差し指と親指で「OK」サインをすることができません。 この症候群は、神経が圧迫されて起こる場合と、肘が脱臼して起こる場合があります。