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神经根型颈椎病患者查体可见颈部发僵、肌肉紧张、痉挛，生理性前凸减小。严重病例甚至头部处于强迫位置，如向前向健侧轻屈等。病变椎间盘相应的颈椎横突下方、棘突、棘突旁等部位可以有深压痛，患侧肩胛内上角和内缘也可有压痛点，并向相应的神经根分布区扩散。颈部活动受限，以仰头及头部向病侧弯曲时活动受限最为明显。
此外，在不同的部位还可以有感觉减退或过敏、肌肉萎缩或肌腱反射减弱等表现。上肢肌力减弱为运动神经受损引起，表现为患者持物费力，甚至脱落。肢体骨骼肌由两根以上的神经共同支配，若单独神经受损表现为轻度肌力减弱，若为主要的神经根受累，则可出现明显的运动功能障碍。颈椎间盘退变后两侧后方突出或钩椎关节出现增生，可刺激或压迫相应节段的神经根，并出现相应的临床表现。
C3～C4椎间隙以上的病变，可刺激或压迫C3或C4神经根，患者常感颈部疼痛，并向头枕部放射，风池穴附近可有压痛，枕部皮肤麻木。但一般C3～C4椎间隙以上节段出现退行性变而发生颈椎病者较少见。
C4～C5椎间隙病变，可刺激或压迫C5神经根，患者常感疼痛经肩顶部、肩胛骨内缘上部、肩部、放射至上臂外侧，很少到前臂。医生检查时，发现肩部及上臂外侧可有痛觉过敏或痛觉减退区，上臂外展、上抬的三角肌肌力减退，严重者可发现肩部的三角肌、斜方肌及冈上肌的肌肉萎缩，失去正常丰满的外形而塌陷。
C5～C6椎间隙的病变，可刺激或压迫C6神经根，患者除颈部、肩胛骨内缘、肩部、前胸部疼痛、麻木外，还可放射至上臂外侧、前臂桡侧（前臂的拇指侧），以及拇指和示指。医生检查时，可发现上臂外侧、前臂桡侧，以及拇指和示指痛觉过敏或减退，屈肘力量（肱二头肌）较弱，肱二头肌腱反射减退，肱桡肌腱反射减弱或消失，严重者可出现肱二头肌萎缩。
C6～C7椎间隙病变，可刺激或压迫C7神经根，患者感觉疼痛沿颈肩上臂放射至前臂背侧、示指及中指。医生检查时，可发现患者示指和中指痛觉过敏或减退，伸肘力量减弱，肱三头肌腱反射减弱或消失；伸腕与伸指肌力有时也可减弱。
C7与T1椎间隙的病变，可刺激或压迫C8神经根，患者疼痛在颈部、肩部、肩胛骨内下缘，并常沿着上臂内侧和前臂尺侧（即前臂的内侧或小指侧）放射至无名指和小指，手的精细活动功能障碍。医生检查时，可发现患者小指和无名指痛觉过敏或减退，示指、中指、无名指与小指屈曲，以及分开与并拢的力量常有减弱，严重者可见手部肌肉萎缩明显，一般无腱反射改变。
特殊检查包括：臂丛神经牵拉试验阳性；椎间孔挤压试验（压顶试验）阳性；腱反射肱二头肌腱和肱三头肌腱反射活跃，或者反射减退甚至消失。以上检查均宜采用双侧对比。
X线正位片可见钩椎关节增生；侧位片可见颈椎生理前凸消失或反弓，椎间隙变窄，椎体前后缘有骨质增生，项韧带可有钙化现象；过伸过屈位片可显示病变节段不稳定，病变节段在屈伸时活动过度；颈椎斜位片可见钩椎关节有骨刺形成，并突向椎间孔，使椎间孔变小。磁共振或CT检查可显示椎间盘突出、神经根管狭窄及神经根受压的表现。
凡有颈、肩、上肢痛并有颈脊神经体征者均应进行鉴别诊断，如颈部扭伤、颈肩肌筋膜炎、肩周炎、网球肘、膈肌刺激征、腕管综合征等。有些疾病通过X线摄片检查即可鉴别诊断，如颈椎结核、颈椎骨髓炎、颈椎肿瘤、肩周炎和颈椎骨折、脱臼等。此外，还应与风湿痛、胸廓出口综合征、锁骨上肿瘤、进行性脊髓性肌萎缩、心绞痛等进行鉴别诊断。