Lemmikin neurologisen tutkimuksen tavoitteena on muodostaa käsitys siitä missä potilaan vaiva sijaitsee, mitkä ovat tyypillisimmät sairaudet, jotka voisi oireilla vastaavasti sekä millä jatkotutkimuksilla diagnoosia voitaisiin tarkentaa.
Neurologisessa tutkimuksen alussa potilas saa tutustua rauhassa vastaanottohuoneeseen, jonka aikana eläinlääkäri arvioi koiran tajunnan tasoa sekä liikettä. Tarvittaessa potilaan liikettä arvioidaan vielä tarkemmin eri askellajeissa ulkona. Seuraavaksi arvioidaan eläimen tuntoaisteja ja kuinka hyvin eläin tiedostaa jalkojensa sijainnin ja asennon. Viimeiseksi arvioidaan aivohermojen sekä selkäydinrefleksien toimintaa.