В лабораторной диагностике вирусного клещевого энцефалита используют методы серологического тестирования с определением специфических IgM и IgG антител.  ПЦР-исследование для диагностики этой инфекции нецелесообразно, поскольку в IgM-позитивной фазе заболевания в большинстве случаев оно даёт отрицательный результат. Данные серологического исследования оценивают в комплексе с клиническими и эпидемиологическими критериями, характерными для этого заболевания.
      Специфические антитела класса IgG к вирусу клещевого энцефалита обнаруживаются на 10 - 14 день и даже ранее. Высокого уровня они достигают к концу месяца и сохраняются на таком уровне в течение 2 - 6 месяцев после инфицирования. Через 2 - 3 года, даже у людей, перенёсших острую форму заболевания, антитела уже редко выявляются. Специфические IgG антитела выявляются также и после вакцинирования против клещевого энцефалита. Некоторый процент общей популяции здоровых людей может иметь циркулирующие IgG антитела к вирусу клещевого энцефалита вследствие не имевшего существенных клинических проявлений контакта с вирусом в прошлом. Число таких лиц больше в эндемичных областях. В комплексе с обнаружением IgM антител выявление факта сероконверсии IgG (появление в динамике заболевания специфических антител при их первоначальном отсутствии) говорит в пользу подтверждения клинического диагноза вирусного клещевого энцефалита.