胸腔積液首先要做影像學檢查如X線、胸部CT或超聲，通過這些檢查明確是否存在胸水。其次要做胸水的相關檢查，如通過胸水常規生化的檢查，判斷胸水是漏出液還是滲出液，這是兩大類不同的疾病引起的胸水。做病原學的檢查如普通菌、結核菌、寄生蟲的相關檢查，還要做細胞學或免疫學的檢查，排除腫瘤病因，此外還可進行酶學的檢查如乳酸脫氫酶、淀粉酶檢查，通過這些檢查來協助診斷。部分胸腔積液可能還需要做胸膜活檢、胸腔鏡甚至開胸檢查，通過這些檢查，來判斷胸水的性質、幫助診斷、幫助治療。