恶性胸腔积液通常做胸部CT或者彩超发现胸水，特别是做彩超会发现很多胸水，必须抽取胸腔积液或者闭式穿刺引流胸水后送检，胸腔积液找到癌细胞是确诊恶性胸腔积液的金标准。

如果是年纪比较大的患者，胸水呈血性，没有发烧，只有胸闷、气憋或者干咳的情况，血性胸水送检大部分会找到癌细胞。有少部分患者即便是恶性胸腔积液，但恶性程度不高，脱落癌细胞不多，也可能找不到恶性细胞。这种情况要用引流沉渣找癌细胞，或者做DNA检测，有时也会确认是癌细胞。

另外，还有肿瘤标志物，包括CEA，其指标偏高可以支持肿瘤的诊断。