A l’heure actuelle, le diagnostic se fait essentiellement en s’appuyant sur les symptômes moteurs mis en évidence à l’aide de tests cliniques. Ici, la présence d’une bradykinésie (mouvements ralentis) associée à au moins un des symptômes suivants est déterminante : rigidité musculaire, tremblement de repos, ou troubles de l’équilibre. Des examens supplémentaires permettront de mettre en évidence d’autres signes de la maladie de Parkinson et d’exclure d’autres maladies apparentées.

Des techniques d’imagerie cérébrale sont souvent utilisées afin de vérifier si les cellules nerveuses productrices de la dopamine du cerveau moyen sont atteintes. Cette technique est le SPECT-Scan, lors de laquelle le patient reçoit un produit de contraste permettant de visualiser les neurones produisant de la dopamine. Si ces neurones sont sains et assez nombreux, le scan va montrer une tâche rouge au niveau du striatum et des ganglions de la base. S’il s’agit de la maladie de Parkinson, on va voir moins de rouge, mais des nuances bleues sur le scan. 
Le problème majeur des méthodes diagnostiques actuelles est présenté par le fait que le diagnostic n’est possible qu’au moment où le patient se plaint de troubles moteurs. Une grande partie des neurones produisant la dopamine sont pourtant déjà détruits à ce moment. De nouvelles méthodes, permettant un diagnostic précoce, où même une évaluation du risque de développer la maladie, pourraient aider à traiter la maladie très tôt et ouvrir ainsi la voie vers des traitements neuroprotecteurs.