患者體溫高， 呈弛張熱。 白細胞計數增高， 中性粒細胞增至80%以上， 細胞核左移。
胸部X線檢查是膿胸的主要診斷方法。 游離的胸腔積液首先沉積在胸腔的底部， 一般在肺底與橫膈之間， 使肺組織略向上浮起。 小量積液時肋膈角變鈍， 量在200ml左右， 如果患者因某種原因不能在坐位或立位拍攝胸片時， 要注意對比臥位元胸片兩側的密度， 積液的一側密度普遍增高， 還可以採用患側在下的側臥水準投照， 少量積液能顯示於患側胸腔外側壁， 在肋骨內緣與肺外緣之間有一層均勻的增深陰影。
中等量積液時，
大量積液時液體可達肺尖， 肺組織受壓萎縮， 患側透過度進一步減低， 胸腔體積增大， 肋間隙變寬， 肋骨位置變平， 縱隔向健側移位， 橫膈下降， 在左側由於胃泡內空氣的對比容易顯示， 在右側由於肝臟與積液密度相近， 故不易分辨。
積液合併肺不張時， 縱隔、橫膈及胸廓的改變常不明顯， 其外高內低的積液影像也隨肺不張的部位不同而有不同表現， 多不典型。
合併膿氣胸或支氣管胸膜瘺時， 可見到液氣面。
局限性膿胸多見於胸腔的後壁及側壁， X線可見到局部密度增高影， 在其中央部分密度較深， 周圍漸淺， 在切線位上表現為貼於胸壁的局奶性的密度均勻的陰影，
葉間積液是指位於葉間裂內的胸腔積液， 必須在透視下多方向觀察才能在X線與葉間裂方向一致時顯示出膿胸陰影的邊緣， 多數邊緣清晰、密度均勻， 呈梭形， 兩端累長， 陰影長軸與葉間裂方向一致， 積液多時也可呈圓球形。
肺底積液X線表現為橫膈頂最高點在後前位片上向外移位， 在側位片上向後移位， 或見機工膈影增厚。 當發現有類似橫膈抬高的陰影時， 要懷疑有肺底積液， 採用臥位或患側臥水準投照，
CT檢查：膿胸表現為與胸壁平行的弓形均勻緻密影， 變動體位可以確定積液能否移動。 大量積液進入肺裂， 可將下肺向內向後壓迫移位。 大量積液緊鄰肝右葉後緣， CT掃描顯示肝右葉後緣模糊， 分不清界線。 這是胸腔積液的特徵性改變， 稱為“交界面征”。
B超：在早期還沒有纖維素沉著形成胸膜肥厚時， 液體內沒有沉渣， 液性暗區清亮， 其內沒有光點。 當有大量積液時， 肺組織受壓， 肺內氣體被吸收， 超聲可見到在大片液性暗區內有一個三角形的緻密影， 且隨呼吸浮動。 當探頭靠近橫膈時， 可見到圓弧形光帶的膈影， 後者與胸壁形成一楔形夾角， 即肋膈角。
胸腔穿刺抽得膿液可最後確切診斷。
