En numerosas ocasiones, para poder establecer el diagnóstico el médico debe formular varios diagnósticos de sospecha que sean coherentes con el cuadro clínico del paciente, así como con los resultados de las pruebas complementarias. Y, a partir de ahí, utilizar un razonamiento de tipo hipotético y deductivo que le permita ir descartando todos los diagnósticos hasta quedarse con uno. Para ello quizá necesite realizar nuevas pruebas hasta que logre alcanzar el diagnóstico que considere definitivo. A todo este proceso se le denomina diagnóstico diferencial. El diagnóstico diferencial es, por tanto, la valoración que el médico o todo un equipo médico realiza de una enfermedad en relación con otras enfermedades parecidas con las que pudiera confundirse para irlas descartando hasta quedarse con una. Este tipo de diagnóstico combina los conocimientos de que dispone el especialista con el examen clínico completo del paciente y su historial clínico.
El diagnóstico diferencial de la enfermedad de Alzheimer lo lleva a cabo el neurólogo respecto al deterioro cognitivo asociado a la edad (DECAE), al estado confusional o delirium, a la depresión, a otras enfermedades psiquiátricas (como psicosis de diversos tipos), a demencias con cuerpos de Lewy, a demencias vasculares y un largo etcétera de demencias y alteraciones neurológicas posibles.
«El seguimiento evolutivo de los pacientes [...] puede mostrar un incremento del deterioro hasta alcanzar criterios diagnósticos de demencia. Si éste es el caso, habrá que realizar los diagnósticos diferenciales pertinentes mediante una minuciosa exploración neurológica y las exploraciones complementarias que se consideren necesarias» (Peña-Casanova, 1999a: 75).
Proceso llevado a cabo según un método científico que toma en consideración todas las posibles causas y orígenes de la enfermedad antes de la emisión de un diagnóstico definitivo.