Le funzioni sensoriali corticali vengono valutate chiedendo al paziente di riconoscere un oggetto familiare (p. es., una moneta, una chiave) posto sul palmo della mano (stereognosia), e numeri scritti sul palmo della mano (grafestesia) e di distinguere tra 1 sola e 2 simultanee punture di spillo, ravvicinate tra loro, applicate sulla punta delle dita (test di discriminazione tra 2 punti).
Un altro indicatore di alterata funzione sensoriale corticale è l'estinzione, che è l'incapacità di identificare uno stimolo su un lato, che può essere identificata quando un lato del corpo alla volta è testato, o quando entrambi i lati del corpo sono testati simultaneamente. Per esempio, quando l'estinzione è presente, i pazienti riferiscono di sentire su un solo lato quando simultaneamente toccati da entrambi i lati anche se possono sentire lo stimolo su entrambi i lati quando un lato alla volta è testato.
La sensibilità termica di solito è testata con un diapason freddo.
Il senso di posizione viene valutato muovendo di qualche grado verso l'alto o verso il basso le falangi distali delle dita del paziente, e poi gli alluci. Se il paziente ha difficoltà a riconoscere questi piccoli movimenti a occhi chiusi, si dovranno testare movimenti più ampi, prima di esaminare le altre articolazioni più prossimali (p. es., valutare le caviglie qualora il paziente non percepisca i movimenti dell'alluce).
La pseudoatetosi si riferisce a movimenti involontari, simili a contorsioni di tipo serpentiforme di un arto, causati da una grave perdita del senso di posizione; le vie motorie, incluse quelle dei gangli della base, sono preservate. Il cervello non può percepire dove si trovi l'arto nello spazio, così l'arto si muove da solo e il paziente deve usare la vista per controllarne i movimenti. Caratteristicamente, quando gli occhi vengono chiusi, il paziente non è in grado di localizzare l'arto nello spazio.
L'impossibilità di mantenere la stazione eretta con i piedi uniti e gli occhi chiusi (test di Romberg) indica un'alterazione del senso di posizione a carico delle estremità inferiori. Quando è presente una malattia cerebellare, il paziente cerca di mantenere la stazione eretta con le gambe divaricate, ma il più possibile vicine tra loro senza che ciò comporti una caduta, e solo allora chiude gli occhi. Raramente, un risultato positivo è dovuto a una grave perdita bilaterale della funzione vestibolare (p. es., tossicità degli aminoglicosidi).
Per valutare la sensibilità vibratoria, l'esaminatore mette un dito sotto l'articolazione interfalangea distale del paziente e vi poggia sopra un diapason da 128 Hz colpito delicatamente. Il paziente deve notare la fine della vibrazione nello stesso momento dell'esaminatore, che la avverte attraverso l'articolazione del paziente.