Des radiographies standard sont nécessaires pour évaluer la morphologie globale du rachis (Figure 1). Des clichés dynamiques de profil (en flexion et en extension) permettent de quantifier l'instabilité (Figure 2).
Une IRM permet d'évaluer l'état de la moelle épinière et du tronc cérébral et notamment la présence d'un signal anormal en cas de myélopathie. Elle permet de faire le bilan causal et de rechercher un pannus synovial en cas de polyarthrite rhumatoïde.
Des explorations des nerfs (électromyogramme) ou de la moelle épinière (potentiels évoqués moteurs et somesthésiques) peuvent être nécessaires pour confirmer le diagnostic et évaluer la gravité.