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疼痛和温度感觉，以及通过内侧丘系通路通过背柱传递的位置和振动感觉。
可以通过测试触摸来筛查异常情况，但对定位没有用处，因为定位需要对身体不同部位的其他类型的感觉进行更详细的测试。
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指标是消退，即当身体两侧同时测试（双同时刺激）时，患者无法识别一侧的刺激，但在身体一侧测试时可以识别刺激一次。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。
检查位置觉时，检查者持患者的手指或脚趾的末端做向上或向下运动，让患者指出手指或脚趾所处的位置。 如果在闭目情况下，患者无法区分，则进一步查其近端关节（例如：若患者无法区分脚趾向上或向下，则进一步查踝部的位置觉）。
假性手足徐动症是指由于位置感丧失严重导致的不自主扭动，肢体的蛇行运动;包括基底神经节在内的运动通路得以保留。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移动自己的肢体至某一特定位置。
无法用双脚站立在一起并闭上眼睛（Romberg测试）表明下肢位置觉受损。存在小脑疾病时，患者试图分开双脚站立然后闭上眼睛，但仅出现双脚尽可能靠近以免倾倒的现象。 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，通过接触患者的关节来感受震动是否停止，同时将一震动的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，解剖学模式会提示病变的位置（另请参见图 感觉性皮肤病、皮神经分布：上肢和 皮神经分布：下肢）：
手套-袜子样分布提示周围神经损害；
单个肢体局灶的感觉、运动或反射的异常提示 臂丛或腰骶丛病变。
某一皮节平面以下感觉障碍提示脊髓病变
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。
(参见神经系统检查简介。）
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
(Redrawn from Anatomy,ed. 5, edited by R O’Rahilly. Philadelphia, WB Saunders Company, 1986; used with permission.) |
