很多因素都可以導致臉部疼痛，即面部疼痛，不一定是三叉神經痛。
三叉神經痛與頭部面部很多疼痛疾病相似，難以區分，三叉神經的診斷主要依靠典型的臨床表現，一般應具備以下特徵：發作性頭痛，呈陣發性、燒灼、刀割、撕裂或針刺樣疼痛，間歇期如常人，有扳機點，疼痛嚴格分佈於三叉神經分佈區，多為單側，右側多見，常見於上頜支和下頜支。
神經系統陽性體徵不明顯，可有輕微的疼痛側面部感覺減退。
CT和MRI檢查可排除繼發性三叉神經痛。3D-TOF-MRA檢查，大多數患者可見三叉神經受周圍血管壓迫。
與牙痛相區分多為炎症所致，其特點為持續性脹痛、鈍痛、跳痛，侷限於牙齦，不向其它部位放射，口腔檢查可見牙齦紅腫、叩痛等，治療患牙後疼痛消失。
與偏頭痛相區分為血管舒縮失衡造成的單側頭痛，常見於青年、中年女性、常有頭痛史或家族史。常有誘發因素如疲勞、月經、情緒激動等。疼痛範圍可超出三叉神經分佈區域，疼痛為鈍痛，持續時間長，可伴有噁心、嘔吐等。
與舌咽神經痛相區分其疼痛性質與三叉神經痛相同，發病率約為三叉神經痛的1%，易與三叉神經第三支痛混淆。其疼痛部位在一側舌根、軟顎、扁桃體和咽部，少數表現為耳部疼痛，多位於耳深部或耳後，疼痛為陣發性，進食、說話或吞嚥動作可誘發疼痛發作。用4%可卡因、1%地卡因噴於咽部可使疼痛緩解，有利於舌咽神經痛的確診。
與三叉神經炎區分可由流感、上頜竇炎、額竇炎、下頜骨骨髓炎、傷寒、瘧疾、糖尿病、痛風、酒精中毒、鉛中毒、食物中毒等引起。疼痛呈持續性，壓迫神經分支疼痛加劇。三叉神經分佈區感覺減退或過敏，可伴有運動支功能障礙。
其他，如三叉神經痛與舌咽神經痛並存，面部整容後疼痛、多發性硬化等。
只有明確診斷才能有正確的有效的治療。
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