雖然腦膜瘤是迄今最常見的、以硬腦膜為基底的孤立性、在影像學上有增強性的腫瘤，但是很多其他的病變也可以累及硬腦膜或硬膜下腔。在磁共振或者CT檢查時，可以提示一些懷疑腦膜瘤的病變。需要鑒別的包括淋巴瘤、漿細胞瘤、轉移癌、黑色素細胞腫瘤、孤立性纖維性腫瘤、膠質肉瘤，還有一些炎癥性的病變，比如結節病或肉芽腫性多血管炎，或者一些感染，比如結核。一般而言，核磁共振、CT或者PET檢查也不能可靠地區分這些疾病與腦膜瘤，特別是存在非典型性的影像學特征時，比如存在大量的不成比例的水腫，或者廣泛的顱骨受累，或者腦組織或軟腦膜的浸潤。這時候需要結合全身性疾病的臨床特征，這時可以提高對其他病因的診斷。