医生诊断恶性胸腔积液，主要依据病史、临床表现、胸部X线检查、胸腔积液检查、超声波探查、胸膜活检、CT检查、磁共振成像等进行诊断。明确有转移癌的患者病程中出现胸腔积液，要首先考虑本病。胸腔积液中发现脱落的肿瘤细胞，或通过胸膜活检、胸腔镜、开胸术或尸检证实胸膜组织中存在恶性肿瘤细胞，才可以诊断恶性胸腔积液。