Целиакия сопровождается неврологическими проявлениями у 10% пациентов. К наиболее частым клиническим формам относятся мозжечковая атаксия, глютеновая энцефалопатия, рассеянный склероз, периферические нейропатии, сенсоневральная тугоухость, эпилепсия, головная боль, депрессия и когнитивные нарушения. Неврологические симптомы могут возникать даже через год после начала безглютеновой диеты, в частности периферическая нейропатия. Рассматривается связь с аутизмом и возможная ассоциация с нецелиакийной чувствительностью к глютену.