في العقدين الماضيين قد تم إدخال تغيير جذري على تشخيص مرض التصلب المتعدد عن طريق توافر تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي والتي تجعل من التشخيص أكثر دقة وأسرع مما كان عليه في السابق. لدى الأشخاص الذين يعانون من حالة سريرية واحدة توحي بوجود مرض التصلب العصبي المتعدد ، فاإن مسحا ضوئيا واحدا يكفي للتمكن من إجراء التشخيص الإيجابي لمرض التصلب العصبي المتعدد ، وذلك إذا استوفى معايير ماكدونالد (MacDonald Criteria) المعدلة لعام 2010. وفي الآونة الأخيرة، تم استخدام تقنيات قوية للتصوير بالرنين المغناطيسي لدراسة الالتهاب وتلف الأنسجة في مناطق الدماغ، والتي لم تكن تقنيات التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي حساسة بما فيه الكفاية لها. ويجري تطوير العديد من تقنيات التصوير بالرنين المغنطيسي غير التقليدية لاستخدامها في تشخيص مرض التصلب المتعدد، وخاصة بالنسبة لحالات مرض التصلب العصبي المتعدد المتقدمة مبدئيا وحالات الانتكاسة وعودة المرض حيث التصوير بالرنين المغنطيسي التقليدي يعطى نتيجة غير حاسمة. وقد أبرزت هذه الدراسات أيضا أهمية التنكس العصبي وإصلاح الأنسجة وإعادة التنظيم في الاستجابة لتلف قشرة المخ. وبالإضافة إلى ذلك، فقد أشارت البحوث إلى أن العديد من تدابير التصوير بالرنين المغنطيسي الخاصة بتصوير تلف المادة الرمادية ضمور الجهاز العصبي المركزي قد تكون مفيدة في توقع تطور مرض التصلب العصبي المتعدد. ولاستكمال تطوير تقنيات التصوير بالرنين المغنطيسي الأكثر قوة، يقوم العلماء أيضا بتحديد المؤشرات الحيوية – الكيتكوكينات، أو الأجسام المضادة أو الانتجينات – في الدم أو السائل الدماغي الشوكي والتي يمكن أن تساعد في التشخيص وكذلك التشخيص التخميني لمرض التصلب العصبي المتعدد، والتي يمكن قياسها بموضوعية وتستخدم كمؤشرات على وجود عمليات التهابات معينة أو عصبية، أو الاستجاب للعلاجات الدوائية.