第一个脑血管造影是诊断脑动静脉畸形的最重要的方法。现在普遍采用的是减影技术使得影像更加清晰。脑血管造影可以显示供血动脉的来源、数量、粗细、行程长短以及有无合并动脉瘤、畸形团的部位、大小、引流静脉的方向，还可以了解畸形的血流动力学。在造影上动静脉畸形可以分为三型，分别是丛型、瘘型以及混合型。第二个检查方法是ct扫描，AVM未出血的时候，在ct上可以表现为形态不规则的混杂密度病灶。其中可以有点状或者小结节样的钙化，没有明显的占位效应。第三个检查方法是磁共振，磁共振在显示畸形血管团、供血动脉、引流静脉之间的关系以及动静脉畸形与周围正常脑组织的关系都要优于ct。
