(一)影像学检查：X线检查是诊断气胸的重要方法。胸片作为气胸诊断的常规手段，若临床高度怀疑气胸而后前位胸片正常时，应该进行侧位胸片或者侧卧位胸片检查。气胸胸片上大多有明确的气胸线，为萎缩肺组织与胸膜腔内气体交界线，呈外凸线条影，气胸线外为无肺纹理的透光区，线内为压缩的肺组织。大量气胸时可见纵隔、心脏向健侧移位。合并胸腔积液时可见气液面。局限性气胸在后前位X线检查时易漏诊，侧位胸片可协助诊断，X线透视下转动体位也可发现。若围绕心缘旁有透光带应考虑有纵隔气肿。胸片是最常应用于诊断气胸的检查方法。CT对于小量气胸、局限性气胸以及肺大疱与气胸的鉴别比X线胸片敏感和准确。气胸的基本CT表现为胸膜腔内出现极低密度的气体影，伴有肺组织不同程度的压缩萎陷改变。
(二)气胸的容量，就容积而言，很难从X胸片精确估计。并且，X胸片存在低估气胸量的趋势，因为它是一个二维图像，而胸膜腔是三维结构。1993年英国胸腔学会指南将气胸分为三类[9]：小量：肺周边缘少量气体;中量：肺被压缩至距心缘的一半;大量：肺不含气体，并从膈肌分离。用该法估计气胸量往往低于实际大小。2003年英国胸腔学会的指南中指出，气胸量近似肺门水平线上肺直径立方与半胸直径立方的比率，如果后前位X线胸片肺直径为9 cm，半胸直径为10 cm，那么1 cm气胸大约占半胸容积的：(103 93)÷ 103 = 27%。同样，2 cm气胸占半胸容积的49%。如果气胸时肺边缘至胸壁的大约距离<1 cm，那么不主张采用针穿抽气。然而，既然肺边缘至胸壁距离2 cm的气胸的实际容量大约占单侧胸腔容量的50%，那么应该考虑为大量气胸，如果情况许可，抽气是安全的。因此，英国胸腔学会规定，“小量”气胸是指肺门水平侧胸壁至肺边缘的距离<2 cm，而“大量”气胸是指侧胸壁至肺边缘的距离≥2 cm。如果需要精确估计气胸的容量，CT扫描是最好的方法。另外，CT扫描还是气胸与某些疑难病例(例如肺压缩不明显而出现窒息的外科性肺气肿、复杂性囊性肺疾病有可疑性肺大疱等)相鉴别唯一有效的手段。
(三)胸内压测定：有助于气胸分型和治疗。
(四)血气分析：多数气胸患者的动脉血气分析不正常，有超过75%的患者PaO2低于80 mmHg。16%的继发性气胸患者PaO2< 55mmHg、PaCO2> 50 mmHg。
(五)胸腔镜检查：可明确胸膜破裂口的部位以及基础病变，同时可以进行治疗。
