超声检查：超声可显示眼外肌增粗的形态，呈梭形的中低回声。
CT扫描：冠状位可显示各条眼外肌增粗，甚至少数患者可累及上、下斜肌。轴位可较好的显示内、外直肌增粗，眶内侧壁骨质菲薄；长期眶压升高，致筛骨纸板向筛窦弧形凹陷，双侧对称，名“可乐瓶”征。眼球突出严重者，视神经受到牵拉失去生理弯曲，呈直线状。
MRI检查：除显示与CT扫描相同的形态改变外，眼外肌的信号变化与治疗有一定相关性。病变的眼外肌在T1加权像呈中或低信号；如果T2加权像呈中或低信号，提示肌肉纤维化严重，激素冲击疗法、化疗或放疗不敏感；如果T2加权像呈高信号，说明肌肉处于炎性水肿期，上述治疗相对敏感。
