1、实验室检查：多数患者实验室检查见红细胞和血红蛋白下降，白细胞总数和中性粒细胞相对计数升高。对疑有脓胸者应作积液的细菌培养和抗菌药物的敏感试验，有助于下一步的治疗。
2、影像学检查：立位胸部X线片可发现200ml以上的血胸，卧位时胸腔积血≥1000ml也容易被忽略。超声、CT对血胸诊断很有帮助。胸部x线检查可见患侧胸部密度增大，大量血胸则显示大片浓密积液影和纵隔移位征象。血气胸患者则显示气-液平面。
3、胸腔穿刺检查：胸膜腔穿刺抽得不凝血液即可确诊。对于症状较重者可直接进行抽取部分积液作为治疗，并取部分血液进行培养，对下一步治疗有一定帮助。