由于目前ALS尚無有效的早期診斷手段，亦無有效的治療手段，故鑒別診斷就顯得尤為重要。若將其他可治性疾病誤診為ALS，不僅會延誤治療，還會對患者家庭帶來嚴重的精神負擔；相反，若將ALS誤診為其他疾病而給予不恰當的治療（如手術），則有可能加重病情。需要與ALS進行鑒別的主要疾病包括：
1、先天遺傳性疾病：
（1）肯尼迪病（Kennedy disease，也稱X連鎖延髓脊肌萎縮癥bulbospinal muscular atrophy，BSMA）：是由于編碼雄激素受體的基因中CAG重復序列異常增加（>40拷貝）所致的X連鎖遺傳病。該病見于男性，多于30～40歲起病，以下運動神經元受累體征為主，近端肌肉首先受累，出現無力、萎縮和束顫，后出現言語不清和吞咽困等球部受累癥狀，舌肌萎縮和纖顫明顯，腱反射多減弱或消失。因雄激素受體異常，2/3男性患者可出現乳房女性化，同時也可出現性功能障礙、不育、糖尿病等。實驗室檢查血清肌酸激酶（CK）可增高，甚至可達正常值的10倍。肯尼迪病與下運動神經元受累為主的ALS臨床表現類似，但肯尼迪病呈X連鎖遺傳，病情發展較ALS緩慢，通常無上運動神經元受累表現，肌電圖除神經源性損害外，尚可有感覺神經異常，可有乳房女性化，此為與ALS不同之處，基因檢測可明確診斷。
（2）脊肌萎縮癥（spinal muscular atrophy，SMA）：是一組因SMN基因缺失導致的常染色體隱性或顯性遺傳病，病理表現為脊髓前角細胞或腦干運動核的變性、丟失。臨床表現為下運動神經元受累，即肌張力低下、肌無力和肌萎縮，近端重于遠端。根據起病年齡及病程可分為SMAⅠ、SMAⅡ和SMAⅢ、SMAIV。其中SMAIV可成年起病，進展緩慢，臨床表現為肌無力、萎縮和肌束顫動，易與以下運動神經元受累為主要表現的ALS相混淆。但SMAⅢ以近端肌受累為主（外觀類似肌營養不良），病程較長，臨床進展緩慢，基因檢測可明確診斷。
（3）遺傳性痙攣性截癱（Hereditary spastic paraplegia，HSP）：此病以進行性雙下肢肌張力增高、無力和剪刀步態為主要表現，主要遺傳方式為常染色體顯性，而常染色體隱性和X連鎖遺傳較少見。根據臨床表現可分為單純型和復雜型。單純型僅表現為進行性下肢無力、痙攣、膀胱功能障礙，偶有輕度下肢振動覺及關節位置覺減退。復雜型患者除上述單純型癥狀外還伴有其他系統異常，如癲癇、癡呆、錐體外系異常、周圍神經病等。當HSP以運動系統受累為主要表現時需要與PLS相鑒別。但HSP為遺傳性疾病，患者具有家族史，發病年齡較小，基因檢測可協助診斷。
2、后天獲得性疾病：
（1）頸椎病性脊髓病：此病在臨床上較為常見，易于與具有上下運動神經元均受累的ALS相混淆。由中下頸段椎間盤（C4～C5、C5～C6、C6～C7）變性或骨質退變導致相鄰脊髓或神經根受壓而出現相應的臨床癥狀。壓迫神經根可出現上肢節段性肌無力、萎縮（C5、C6支配的三角肌、肱二頭肌多見）、壓迫錐體束可出現下肢上運動神經系統受損表現，如反射亢進，病理征陽性等，當頸椎病的臨床表現以運動癥狀為主時易與ALS相混淆。但頸椎病除運動癥狀外尚可有感覺神經受壓的臨床或電生理表現，如麻木等，同時常伴有頸肩痛。因頸椎病不累及延髓，故吞咽功能及胸鎖乳突肌不受累，亦無舌肌萎縮及纖顫，且若無腰椎間盤突出，一般不伴有下肢肉跳感。肌電圖上神經源性損害較為局限，頸椎MRI可見與癥狀相對應的椎間盤突出或椎管狹窄，以上均為可鑒別點。
（2）多灶性運動神經病（Multifocal motor neuropathy）：此為一類免疫介導的周圍神經病。僅累及運動系統，表現為不對稱的上肢遠端肌肉無力、萎縮，逐漸累及上肢近端和下肢，也可下肢起病，受累肌肉呈多數性單神經病分布，可伴有肌束顫動，腱反射多減退或消失。血清IgM型抗GM1抗體可陽性。該病僅累及運動系統的表現與ALS類似，但多灶性運動神經病病程較長，進展緩慢，無上運動神經受累表現，無球部受累表現，血清抗GM1抗體陽性，神經電生理可見非嵌壓部位運動傳導阻滯，靜脈應用丙種球蛋白和環磷酰胺(CTX)治療有明顯效果，為可鑒別點。
（3）平山病（Hirayama disease）：也稱良性青年手肌萎縮。是由于屈頸時頸髓前部硬膜囊和韌帶壓迫脊髓導致脊髓前角細胞缺血而出現相應臨床癥狀。此病好發于青年男性，男女比例約20:1，隱匿起病，主要表現為手肌和前臂肌的無力、萎縮，尺側明顯。可由一側發展至雙側，但多不對稱，與發病早期病灶較為局限的ALS類似。但平山病起病年齡較ALS灶，疾病呈良性經過，通常在發病數年后靜止，肌無力和萎縮部位較為局限，頸髓過屈位MRI可見屈頸時下頸髓前移、前后徑小、脊髓受壓、后部充盈缺損、局部脊髓變細并可伴信號異常，為可鑒別點。
（4）脊髓灰質炎后綜合征（postpolio syndrome,PPS）：部分脊髓灰質炎患者在癥狀好轉數十年后可再次出現原部位或新部位的肌無力和肌萎縮，稱為脊髓灰質炎后綜合征。臨床表現為緩慢進展的下運動神經元受累表現，與僅累及下運動神經元的ALS類似，曾有人認為是脊髓灰質炎后又患ALS，但目前認為脊髓灰質炎后綜合征是萎縮的前角細胞進一步老化變性所致，與ALS發病機制不同。患者既往有明確脊髓灰質炎病史，病變范圍可比原受累范圍增大，但病程緩慢，不累及上運動神經元為可鑒別點。
（5）副腫瘤性運動神經元綜合征（paraneoplastic motor neuron syndrome，或亞急性運動神經元病subacute motor neuronopathy）：副腫瘤綜合征為腫瘤的遠隔效應所致的神經系統受累疾病，臨床表現多種多樣，其中可累及運動神經元，即副腫瘤性運動神經元綜合征。常見的腫瘤為支氣管肺癌、霍奇金病和其他淋巴瘤等。臨床主要有3種表現類型：（1）快速進展的肌萎縮和肌束顫動，伴或不伴反射亢進，抗Hu抗體陽性；（2）以上運動神經元受累為主，類似PLS；（3）上下運動神經元受累，類似于ALS。因副腫瘤綜合征可先于原發腫瘤出現，故較難將其與ALS鑒別，對亞急性病程、體型消瘦患者，可完善腫瘤標志物、抗腦組織抗體及其他輔助檢查尋找原發腫瘤。
（6）單克隆丙種球蛋白血癥：（副蛋白血癥，M蛋白血癥）可伴發于惡性漿細胞病，如多發性骨髓瘤、漿細胞增多癥、Waldenstrom巨球蛋白血癥，亦可為獨立的良性單克隆丙球蛋白病（也稱意義不明的單克隆丙球蛋白病monoclonal mopathy of undetermined significance，MGUS)。相對惡性漿細胞病，MGUS更易伴發周圍神經病。此病老年男性多見，首發癥狀為四肢末端麻木，逐漸出現肌無力和萎縮，兩側相對對稱。當患者感覺癥狀不明顯時需與ALS相鑒別。首先，該病多有感覺癥狀，實驗室檢查可檢出異常增多的免疫球蛋白或其片段（輕鏈或重鏈），肌電圖示周圍神經病表現，必要時完善骨穿尋找病因。
（7）人類嗜T淋巴細胞病毒I型（HTLV-1）脊髓病（熱帶痙攣性截癱）：此病是一類與病毒感染有關的自身免疫性疾病，多于中年發病，隱襲起病，進行性加重，以痙攣性截癱或四肢癱為主要表現，常伴有腰骶部疼痛、括約肌功能障礙及下肢感覺異常。血和腦脊液中抗HTLV-1抗體陽性，影像學無明顯異常。此病需與PLS鑒別，可進行學相關抗體檢測。
其他需鑒別疾病包括：脊髓空洞癥、脊髓蛛網膜炎、多發性硬化、重癥肌無力、糖尿病性肌萎縮、甲亢、甲狀旁腺功能亢進、重金屬中毒等。