Le diagnostic de neuropathie toxique est fondé sur une relation temporelle étroite entre le début d'un traitement médicamenteux ou de l'exposition à un toxique et le début de la neuropathie et sur son amélioration après l'arrêt de l'intoxication. Une aggravation clinique et électrophysiologique après arrêt du traitement doit faire évoquer une autre cause. Cependant, avec certains médicaments, une aggravation transitoire peut survenir après l'arrêt, avant l'amélioration. Pour certains médicaments, le risque de neuropathie et sa sévérité sont augmentés chez les patients acétyleurs lents et par une insuffisance hépatique ou rénale. De plus, un médicament neurotoxique peut aggraver une neuropathie préexistante acquise ou héréditaire et l'examen électrophysiologique peut détecter des signes de neuropathie infraclinique avant le début du traitement. La biopsie nerveuse est rarement indiquée, bien que des anomalies spécifiques puissent être vues dans certaines neuropathies toxiques. La très grande majorité de ces neuropathies est axonale et reproductible chez l'animal.