轻度脑血栓的诊断主要依据其起病特点和临床表现。
首先，症状通常在短时间内突然显现，可能数秒钟或几分钟内达到高峰。如果患者有心脏病史，如风湿性心脏病、亚急性细菌性心内膜炎、心房颤动、心肌病或心肌梗塞等，这可能是脑血栓的一个信号。
在脑功能方面，患者可能会出现轻度的全脑症状，保持清醒或者短暂的意识模糊，通常不会伴随头痛、呕吐或生命体征的明显改变。但局部症状较为显著，颈内动脉，特别是大脑中动脉受累的情况较为常见，椎基底动脉栓塞则较少见。不同的动脉受累将导致不同的体征表现。
此外，轻度脑血栓还可能伴随其他器官的栓塞症状，如肾动脉或视网膜动脉堵塞。脑脊液检查显示其透明，无血液成分，这是脑脊液正常的一个标志。
影像学检查如CT扫描，会显示出与动脉分布一致的低密度区域，这有助于确认脑血栓的位置。而脑血管造影则能更直观地显示出血管闭塞的情况，进一步证实诊断。
轻度脑血栓是脑血栓的一种特殊类型，是在高血压、动脉梗化的基础上，脑深部的微小动脉发生闭塞，引起脑组织缺血性软化病变。其病变范围一般为2-20毫米，其中以2-4毫米者最为多见。临床上患者多无明显症状，约有3/4的患者无病灶性神经损害症状，或仅有轻度注意力不集中、记忆力下降、轻度头痛头昏、眩晕、反应迟钝等症状。该病的诊断主要为CT或MRI检查。而轻度脑血栓如果成为多发性的，则可影响脑功能，导致智力进行性衰退，最后导致脑血管性痴呆。