El examen del LCR puede ayudar a determinar el mecanismo de una alteración del SNC (especialmente una inflamación). Con práctica, la técnica de recolección es simple y segura. El análisis del LCR exigen un equipo especial mínimo. El recuento y la identificación celular deben realizarse en menos de 30 min tras la recolección; transcurrido ese tiempo, las células empiezan a degenerar. Existen varias técnicas válidas para concentrar o estabilizar las células de manera que se pueda retrasar el recuento celular diferencial.
El LCR se obtiene de la cisterna cerebelomedular o del espacio subaracnoideo en la región lumbar. Un aumento de las concentraciones de proteínas se asocia, a menudo, con encefalitis, meningitis, neoplasia o compresión de la médula espinal. El contenido celular se incrementa sobre todo con inflamación del SNC. La presencia de neutrófilos indica infecciones bacterianas, hemorragia subaracnoidea (también hay eritrocitos), absceso encefálico, meningoencefalitis supurativa que responde a esteroides o, en algunos casos, necrosis dentro de un tumor. El aumento en el número de linfocitos, monocitos y neutrófilos se da sobre todo en la meningoencefalitis no supurativa que responde a corticoesteroides, la MOD, las infecciones fúngicas, la toxoplasmosis y la neosporosis. Los cultivos de LCR pueden demostrar la presencia del agente causal en infecciones bacterianas y fúngicas. Los inmunoanálisis pareados en suero y LCR pueden ayudar al diagnóstico de infecciones por el virus del moquillo, la criptococosis, la toxoplasmosis, la neosporosis, la fiebre de las Montañas Rocosas, la ehrlichiosis y la borreliosis.