脑脊液生化检查，包括脑脊液蛋白质定量、脑脊液葡萄糖定量和脑脊液氯化物的定量。脑脊液蛋白定量异常，一般见于血-脑屏障通透性的增加。
脑脊液葡萄糖含量约为血糖的60%，升高见于糖尿病或者注射葡萄糖液之后。当中枢神经系统发生细菌或者真菌感染，病灶会释放葡萄糖分解酶，进而消耗葡萄糖，使脑脊液中葡萄糖的含量下降。在化脓性脑膜炎早期，葡萄糖下降非常明显。而在结核性脑膜炎和新型隐球菌性脑膜炎中，葡萄糖下降多见于中晚期。在病毒性脑膜炎时，葡萄糖的含量正常。
脑脊液氯化物的含量与血液中氯化物的含量之比为1.25:1，而在结核性脑膜炎和化脓性脑膜炎中，出现脑脊液氯化物下降，尤其见于结核性脑膜炎。