虽然脑膜瘤是迄今最常见的、以硬脑膜为基底的孤立性、在影像学上有增强性的肿瘤，但是很多其他的病变也可以累及硬脑膜或硬膜下腔。在磁共振或者CT检查时，可以提示一些怀疑脑膜瘤的病变。

需要鉴别的包括淋巴瘤、浆细胞瘤、转移癌、黑色素细胞肿瘤、孤立性纤维性肿瘤、胶质肉瘤，还有一些炎症性的病变，比如结节病或肉芽肿性多血管炎，或者一些感染，比如结核。

一般而言，核磁共振、CT或者PET检查也不能可靠地区分这些疾病与脑膜瘤，特别是存在非典型性的影像学特征时，比如存在大量的不成比例的水肿，或者广泛的颅骨受累，或者脑组织或软脑膜的浸润。这时候需要结合全身性疾病的临床特征，这时可以提高对其他病因的诊断。