O diagnóstico dá-se apenas por exames de sangue e urina, que investigam também a causa da polineuropatia.

As principais causas da polineuropatia aguda são diabetes melito, uso excessivo de álcool, deficiência de vitamina B12 e hipotireoidismo.

As principais causas de polineuropatia crônica são: infecções envolvendo uma toxina produzida por bactérias, doenças auto-imunes, algumas toxinas como fosfato de tricresilo (triorthocresyl phosphate, TOCP) e tálio.

O mieloma múltiplo é uma das causas de polineuropatia crônica que lesiona os nervos ao invadi-los ou pressioná-los diretamente.

A polineuropatia é a disfunção de um único nervo periférico.