Beyin ölümünü tespit etmek için doktorlar, beyinde herhangi bir aktivite kalmadığından emin olmak amacıyla belirli kriterleri takip ederek kapsamlı klinik muayeneler yaparlar. Kriterler genellikle kornea refleksleri (korneaya dokunmaya göz kapağı tepkileri), gözbebeği refleksleri (ışık uyarısına tepkiler) gibi beyin sapı reflekslerinin yokluğunu ve spontan solunumun veya ventilasyon desteğinin kesilmesine yanıt olarak nefes alma yeteneğinin olmamasını içerir. Kapsamlı, geri dönüşü olmayan beyin hasarını göstererek beyin ölümü teşhisini desteklemek için beyin görüntüleme (BT taramaları veya MRI'lar) gibi ek testler yapılabilir.
Beyin ölümünü, beyin aktivitesinin devam ettiği derin bir bilinç kaybı durumunu temsil eden komadan ayırmak önemlidir. Beyin ölümü ise tam tersine, tüm beyin fonksiyonlarının tamamen ve geri dönülemez şekilde kaybolmasını ifade eder ve kişinin bilincini yeniden kazanması veya işlevsel bir hayata devam etmesi biyolojik olarak imkansız hale gelir.