与运动检查类似，感觉检查旨在定位功能障碍，并帮助确定问题是在大脑皮层、丘脑、大脑或脊髓的感觉通路还是外周神经。
对于定位，最有用的检查要素包括测试通过脊髓丘脑束传递的痛觉和温度觉，以及通过内侧丘系通路经由脊髓后索传递的位置觉和振动觉。
触觉测试可用于筛查异常，但对定位诊断的价值有限，后者需要对身体不同区域的其他感觉类型进行详细检测。
针刺觉检查最好的方法为：用一个别针或其它尖锐物体依次轻触患者的脸部、躯干和四肢，同时检查者需询问患者两侧的感觉是否相同及能否区分尖头或钝头。 使用后的锋利物品应该丢弃，以防经血液传播的疾病（如HIV感染、肝炎）。
检查皮层感觉时，检查者可以把一件常用物品（如，硬币、钥匙）置于患者手掌中，让患者进行区分（实体觉）或用手指在患者的手掌上写数字，让患者辨认（皮肤书写觉），也可以让患者辨别手指尖上有一个点或两个近距离点同时受刺激（两点辨别觉）。
皮层感觉功能受损的另一个表现是感觉消退，即当身体两侧同时接受测试（双重同时刺激）时，患者无法识别其中一侧的刺激，而分别测试身体单侧时均能识别。例如，当感觉消退出现时，患者在双侧同时接触时仅在一侧有感觉，而两侧分别进行测试时感觉均正常。
温度觉 通常使用冷音叉进行测试。
检查关节位置觉时，通过将患者手指（然后是脚趾）的末端指节向上或向下移动几度来进行测试。若患者在闭眼状态下无法辨别这些微小的被动运动方向，可尝试较大幅度的上下移动，再继续测试更近端的关节（例如在无法感知足趾运动时测试踝关节）。
假性手足徐动症是指由于位置觉严重丧失导致的不自主、蛇样扭动的肢体运动；而运动通路（包括基底节区的通路）是完好的。因为大脑对肢体的空间位置失去感知，所以肢体会不自主运动，病人必须通过视觉来控制。典型的病例表现为在闭眼情况下无法定位肢体在空间中的位置。
无法双脚并拢闭眼站立（Romberg测试）表明下肢位置觉受损。存在小脑疾病时，患者需先分足站立，再尽可能并拢双足且不摔倒，最后才闭眼。 双侧严重的前庭功能消失（如氨基糖苷类中毒）偶可出现上述阳性体征。
检查震动觉时，检查者将一手指置于患者的远端指（趾）间关节下面，同时将一轻敲后震动的128Hz音叉置于关节之上。患者记录的震动结束时间应与检查者相同，后者通过患者的关节感觉震动。
轻触觉 用棉缕测试。
如果感觉受损，其解剖分布模式可提示病变的位置（另请参见图 、和 ）：
手套-袜子样分布：远端周围神经病变
单个肢体出现斑片状的感觉、运动和反射缺陷：臂丛或腰骶丛病变
某一皮节平面以下感觉减退：脊髓病变
鞍区感觉缺失提示马尾病变；
颜面-躯体交叉性感觉障碍提示脑干病变；
偏身感觉障碍提示大脑半球病变；
中线偏侧感觉缺失：提示丘脑或功能性（精神性）疾病
如果患者的运动障碍及反射也符合类似的分布，则更肯定了病变的部位。
皮肤感觉的节段性分布
上肢的皮神经分布
(Redrawn from Anatomy, ed. 5, edited by R O’Rahilly. Philadelphia, WB Saunders Company, 1986; used with permission.) |
下肢的皮神经分布
（重绘自《解剖学》第5版，由R O’Rahilly主编。费城，WB Saunders公司，1986年；经许可使用。） |
