Las pruebas vestibulares se basan sobre todo en la observación del nistagmo, esto es, de los movimientos involuntarios de los globos oculares, espontáneos o provocados por impulsos específicos. El paciente usa unas gafas especiales o dispositivos parecidos a las máscaras, que le impiden fijar un punto.

Las pruebas se realizan en una camilla. Se somete al paciente a algunas maniobras y movimientos de cabeza para comprobar qué posiciones y qué estímulos provocan el nistagmo. La posición en que se observa la presencia de estos movimientos oculares, y la categoría de estos, ofrecen al otorrinolaringólogo los elementos necesarios para realizar un diagnóstico o para solicitar otras pruebas.

Las pruebas vestibulares duran aproximadamente quince minutos y pueden provocar vértigo y náuseas. Por ello, es necesario estar en ayunas durante al menos cuatro horas y acudir a la prueba acompañados. Tomar medicamentos contra el vértigo puede falsear el resultado de las pruebas vestibulares, por lo tanto, es necesario suspender el tratamiento dos días antes. Durante la prueba no se pueden utilizar lentes de contacto de ningún tipo y antes de esta se debe realizarse una consulta de otorrinolaringología para excluir la presencia de infecciones del oído o tapones de cera, ya que en esta caso están contraindicadas.

A lo largo de las pruebas vestibulares, según considere el especialista que las está realizando, podrán efectuarse otras comprobaciones:

• El test de Romberg, utilizado también en neurología, es muy sencillo. El paciente debe permanecer en equilibrio durante 30 segundos de pie, con los talones juntos y los brazos extendidos a lo largo del cuerpo y con los ojos abiertos. Mantener la posición sin oscilaciones excesivas permite excluir causas de tipo neurológico para el vértigo. La prueba se repite con los ojos cerrados durante otros 30 segundos: en caso de disfunción vestibular, el paciente no consigue mantener el equilibrio y tiende a oscilar hacia el lado del vestíbulo dañado.
• Otra prueba clínica muy útil es la maniobra oculocefálica (o HIT por las siglas en inglés de «Head Impulse Test»). El paciente debe mantener la mirada fija en un punto mientras la persona que lo examina le mueve la cabeza a derecha o izquierda con movimientos imprevisibles y rápidos. En presencia de daño vestibular, si se mueve la cabeza hacia el oído afectado, la mirada no consigue permanecer fija en un punto establecido.
• Otra prueba es la prueba calórica vestibular (Caloric-reflex test) que consiste en la estimulación térmica del laberinto. Se introduce en el oído agua a diferentes temperaturas durante 30 segundos.  En las personas sanas esto provoca un vértigo que dura aproximadamente un minuto. En cambio, quien tiene un trastorno vestibular no sufre vértigo, o sufre un episodio especialmente intenso.

Si a lo largo de las pruebas vestibulares se diagnostica vértigo paroxístico posicional benigno, en la misma visita se pueden realizar algunas maniobras llamadas liberatorias que forman parte de la terapia que resuelve el problema. Esta patología está provocada por el desplazamiento de su sede natural de los otolitos, pequeños cristales parecidos a piedras presentes en el oído interno, que tienen la función de «sensores» del movimiento. Gracias a algunos movimientos específicos de la cabeza y el cuerpo (maniobra de Semont, maniobra de Epley, maniobra de McClure, por ejemplo) pueden recolocarse correctamente.

Si se detectan otras patologías vestibulares, como la laberintitis o el síndrome de Ménière, puede ser necesario efectuar ulteriores controles, como una visita al otorrinolaringólogo específica o una evaluación auditiva a fin de encontrar la terapia más adecuada. En algunos casos, puede ser necesario realizar una resonancia magnética o un TAC.

Si las pruebas vestibulares excluyen patologías del oído interno como la causa del vértigo, es necesario llevar a cabo otros estudios. El vértigo y los problemas de equilibrio pueden tener origen neurológico (ataxia cerebelosa, por ejemplo), ortotopédico, psicológico o relacionados con una presión arterial demasiado baja.