腦脊液生化檢查，包括腦脊液蛋白質定量、腦脊液葡萄糖定量和腦脊液氯化物的定量。腦脊液蛋白定量異常，一般見于血-腦屏障通透性的增加。 腦脊液葡萄糖含量約為血糖的60%，升高見于糖尿病或者注射葡萄糖液之后。當中樞神經系統發生細菌或者真菌感染，病灶會釋放葡萄糖分解酶，進而消耗葡萄糖，使腦脊液中葡萄糖的含量下降。在化膿性腦膜炎早期，葡萄糖下降非常明顯。而在結核性腦膜炎和新型隱球菌性腦膜炎中，葡萄糖下降多見于中晚期。在病毒性腦膜炎時，葡萄糖的含量正常。 腦脊液氯化物的含量與血液中氯化物的含量之比為1.25:1，而在結核性腦膜炎和化膿性腦膜炎中，出現腦脊液氯化物下降，尤其見于結核性腦膜炎。