El término ataxia sensitiva se emplea para indicar aquel tipo de ataxia debida a la pérdida del estímulo propioceptivo procedente de los miembros inferiores. Esta carencia priva al sujeto del conocimiento de su posición en el espacio, del progreso del movimiento que se está efectuando, del estado de la contracción muscular, y de los detalles más finos de la superficie del terreno sobre el que se deambula.
Esta clínica generalmente está causada por la disfunción de las columnas dorsales de la médula espinal, que son las encargadas de llevar la información propioceptiva hasta el cerebro. Las neuropatías periféricas también pueden ocasionarla. En algunos casos, la causa de ataxia sensorial en su lugar puede ser la disfunción de las diferentes partes del cerebro que recibe esa información posicional, incluyendo el cerebelo, el tálamo y los lóbulos parietales.
Los pacientes con ataxia sensitiva tienden a adoptar una amplia base de sustentación y a realizar pasos lentos e inestables, con una marcha que les hace andar de forma cautelosa y precisando de la ayuda visual. Encuentran dificultades para caminar por superficies irregulares o con disminución de la iluminación.
La prueba de Romberg será positiva en estos enfermos. Durante el examen físico se solicita al enfermo que se sitúe de pie con ambos pies juntos y que mantenga los ojos cerrados. En los pacientes afectados, esto hará que la inestabilidad empeore notablemente, y se produzcan oscilaciones amplias de la estabilidad y posiblemente una caída al suelo si no es sujetado el paciente.
También, cuando el paciente está de pie con los brazos y las manos extendidas hacia el médico, si se cierran los ojos, los dedos del paciente tenderán a "caer" y, a continuación, se restaura a la posición horizontal por una extensión brusca debida a repetidas contracciones musculares ("mano atáxica").