根據病史體征，可作出初步判斷。
X線：患側胸膜肥厚，肋間隙窄，大片密度增高的毛下班樣模糊陰影。縱隔向患側移位，橫膈升高。高電壓片或體層片可顯示肥厚的胸膜、膿腔和肺組織的情況。如有液平面，表示曾有肺漏氣，或仍有支氣管胸膜瘺。結合正側位胸片可明確膿腔的大小，部位。當有液平存在時，應用健側臥位水平投照可顯示膿腔底部的位置。
CT檢查：能進一步明確肺組織是否有病變，如結核、支氣管擴張、囊腫或膿腫，對制定手術方案有極大幫助。如有肺內病變常需作胸剝脫加肺葉甚至全肺切除，或加胸廓成形術。
B型超聲檢查：在胸腔積液的液性暗茫茫然中因為液體內細胞成分多，常互相聚集，形成絮狀物，故聲像圖上見有強弱不等、分部不均的細小回聲，并稍有浮動現象。如患者迅速移動體，則見液體仙回聲浮動增強，甚至上下翻滾，極易識別。
膿胸與單純胸膜肥厚的超聲檢查所見不同之處是，提高增益后液性暗區內仍無回聲，而胸膜肥厚區則回聲增強，呈現實質性組織的特征。
慢性膿胸如未作過胸穿或胸腔閉式引流，應該作胸穿，抽取膿液確定診斷，并作細菌 培養和藥物敏感試驗，以便明確致病菌及選擇有效抗生素。
慢性膿胸的診斷并不困難，根據癥狀、體征、X線表現、B型超聲，特別是胸穿結果，均能明確診斷。