A análise do líquido cefalorraquidiano (LCR), obtido durante uma punção lombar, e a tomografia por emissão de pósitrons (positron emission tomography, PET) podem ser utilizadas para ajudar a diagnosticar a doença de Alzheimer. Se a análise do LCR detectar um baixo nível de beta-amiloide e se os exames de PET mostrarem depósitos de amiloide no cérebro, o diagnóstico mais provável é tratar-se de doença de Alzheimer. No entanto, estes testes não estão rotineiramente disponíveis.
O diagnóstico da doença de Alzheimer pode ser confirmado apenas quando é removida uma amostra de tecido do cérebro (após a morte, durante uma autópsia) e examinada com um microscópio. Então, pode ser visto em todo o cérebro a característica de perda de células nervosas, tranças neurofibrilares e placas senis contendo beta-amiloide, particularmente na área do lobo temporal que está envolvida na formação de novas memórias.