纵隔肿瘤来源、种类繁多，虽形态学特征各异，但也容易相互混淆。如纵隔内原发或继发的肿瘤、肿大的纵隔内淋巴结等有时难以通过单一检查手段加以区别。因此检查诊断方法众多而且复杂，有时通常有以下几种：
        1）X线检查。胸部正侧位X线照片，主要用于观察肿瘤的大小、部位、形状。密度，有无钙化或搏动。是否随呼吸而变形，随吞咽而移动。结合临床症状及以上影像学特征，即可作出初步诊断。
        2）胸部CT扫描（电子计算机体层摄影）。CT检查，用于观察纵隔肿瘤形态特征、密度、侵润范围、与周围组织关系、周围有无肿大淋巴结肿大等。目前，CT是诊断纵隔肿瘤准确率最高的影像学手段之一。
        3）纵隔镜检查。可明确纵隔内如气管旁、隆突下及其他位置有无肿大的淋巴结，若发现可疑肿大淋巴结，同时可钳取活组织送病检以明确病理类型，达到明确病因诊断目的。
        4）内镜检查。包括纤维支气管镜或纤维食管镜检查，X线平片或CT等影像学检查提示有气管、食管移位时，应作气管、食管镜检查，可观察肿瘤是否已侵入支气管或食管，有助于判断手术切除可行性。同时通过超声内镜检查对于明确气管、食管腔周围病变如气管旁、隆突下有无肿大的淋巴结，有条件时可穿刺活检以明确诊断。
        5）经皮穿刺活检。部分周围性肿块，可在CT引导下，行穿刺活体组织病理标本检查，以明确病因及诊断。
        6）放射性同位素检查。对于可疑胸骨内甲状腺肿瘤病人，可作放射性碘示踪检查，有较高诊断价值，可与其他纵隔内肿瘤相鉴别。
        7）试验性放射治疗。临床上可疑恶性肿瘤患者，在上述其他诊断方法无法明确诊断的情况下，可试用小量放射治疗，经一定剂量放射治疗后观察瘤体大小变化，若经治疗后瘤体迅速缩小，则可间接判断肿瘤性质。如淋巴肉瘤等恶性肿瘤，对放射治疗较为敏感，经放疗后会有迅速的反应，可通过诊断性治疗明确诊断。
        8）诊断性气胸。可判断肿瘤生长位置，主要用于区分肿瘤发生于胸壁或是肺脏，肺内还是肺外。对于明确肿瘤来源，帮助诊断有一定的参考价值。
        9）纵隔充气造影。用于显示前纵隔肿瘤的形态，同时对于明确有无纵隔淋巴结转移，有一定的辅助诊断意义。