1.血中碳氧血紅蛋白測定
正常人血液中碳氧血紅蛋白含量可達5%～10%，其中有少量來自內源性一氧化碳，為O.4%～O.7%輕度一氧化碳中毒者血中碳氧血紅蛋白可高於10%，中度中毒者可高於30%，嚴重中毒時可高於50%。但血中碳氧血紅蛋白測定必須及時，脫離一氧化碳接觸8小時後碳氧血紅蛋白即可降至正常且與臨床症狀可不呈平行關係。
2.腦電圖
據報道54%～97%的急性一氧化碳中毒患者可以發現異常腦電圖，表現為低波幅慢波增多。一般以額部及顳部的θ波及δ波多見常與臨床上的意識障礙有關。有些昏迷患者還可出現特殊的三相波，類似肝昏迷時的波型;假性陣發性棘慢波或表現為慢的棘波和慢波。部分急性一氧化碳中毒患者後期出現智能障礙腦電圖的異常可長期存在。
3.大腦誘發電位檢查
一氧化碳中毒的急性期及遲發腦病者可見視覺誘發電位VEP100潛時延長，異常率分別為50%和68%，恢復期則可分別降至5%及22%正中神經體感誘發電位(SEP)檢查見N32等中長潛時成分選擇性受損，兩類患者的異常率皆超過70%，並隨意識好轉而恢復腦幹聽覺誘發電位(BAEP)的異常與意識障礙的程度密切相關，與中毒病情的結局相平行。
4.腦影像學檢查
一氧化碳中毒患者於急性期和出現遲發腦病時進行顱腦CT檢查見主要異常為雙側大腦皮質下白質及蒼白球或內囊出現大致對稱的密度減低區，後期可見腦室擴大或腦溝增寬，異常率分別為41.2%和87.5%腦CT無異常者預後較好，有CT異常者其昏迷時間大都超過48小時。但遲發腦病早期並無CT改變上述CT異常一般在遲發腦病症狀出現2周後方可查見，故不如腦誘發電位及腦電圖敏感。
5.血、尿、腦脊液常規化驗
周圍血紅細胞總數、白細胞總數及中性粒細胞數增高，重度中毒時白細胞數高於18×109/L者預後嚴重。1/5的患者可出現尿糖40%的患者尿蛋白者陽性。腦脊液壓力及常規多數正常。
6.血液生化檢查
血清ALT活性及非蛋白氮一過性升高。乳酸鹽及乳酸脫氫酶活性於急性中毒後即增高。血清AST活性於早期也開始增高24小時升至最高值，如超過正常值3倍時，常提示病情嚴重或有合併症存在合併橫紋肌溶解症時，血中肌酸磷酸激酶(CPK)活性明顯增高。血氣檢查可見血氧分壓正常血氧飽和度可正常，血pH降低或正常，血中二氧化碳分壓常有代償性下降血鉀可降低。
7.心電圖
部分患者可出現ST-T改變，也可見到室性期前收縮、傳導阻滯或一過性竇性心動過速。
