胸腔积液根据其理化性状可分为渗出液和漏出液。漏出液主要由于①血浆胶体渗透压的降低，如低蛋白血症；②血管内压增高，如充血性心力衰竭等。渗出液主要由于①感染性；②非感染性（如肿瘤、风湿等）原因所引起。
1.一般性状
①颜色：漏出液淡黄色。渗出液可由各种病因而有不同颜色，如红色血性、脓性（黄色或绿色等）、棕褐色、乳糜样等。②透明度：漏出液基本透明或微混。渗出液混浊，透明度差或不透明。③凝块：漏出液基本无凝块，不凝固。渗出液可因含有纤维蛋白原而凝固，或存在有大量细胞及其碎片等而出现凝块。④比重：漏出液比重在1.018以下；渗出液比重在1.018以上。
2.化学检查
①pH值：应将标本隔绝空气送检。漏出液pH7.46±0.05，渗出液pH较低，尤其是感染性渗出液（如化脓性的脓胸），当pH低于7.20时为严重感染；酸性胸水，pH＜7.30，亦见于结核性和风湿性；若pH＞7.40应考虑癌性胸水，送检肿瘤细胞。
②蛋白定量及定性测定：漏出液Rivalta试验阴性，蛋白定量＜3.0g/dl；渗出液RiValta试验阳性，蛋白定量＞4.0g/dl。实际上，在临床上，充血性心力衰竭、肾病、肝硬化等产生的漏出液，蛋白量一般多在1.0g/dl以下，因这些病没有明显影响毛细血管的通透性，故蛋白漏出很少。③葡萄糖量测定：漏出液中葡萄糖含量大多与血糖一致。渗出液葡萄糖含量低或测不到，这是由于细菌或细胞增加将糖分解所致。一般认为，2.8～4.4mmol/L（50～80mg/dl）可能为结核性；＜1.1 mtool/L（20mg/dl）多为化脓性；类风湿性关节炎合并胸水，葡萄糖多＜1.66mmol/L（30mg/dl），而且注射葡萄糖后胸水内含糖量不增高，这与结核性胸水不同；恶性胸水含糖量亦降低。④乳酸脱氢酶（LDH）测定：LDH对渗出液和漏出液的鉴别有参考意义，LDH＞200u/L，穿刺液LDH/血清LDH比值＞0.6者为渗出液。可与其他指标共同分析增强鉴别意义。
3.显微镜检查
①细胞计数：漏出液细胞数少，常＜100μl。渗出液细胞数常＞200μl，若＞500μl时可考虑为感染性渗出液，化脓性细胞数更高。因各种病因的穿刺液的细胞数可以重叠，故单凭细胞数有时难以作出鉴别，应参考多种指标。细胞增高有以下几种情况：a。中性粒细胞为主，常见于化脓性渗出液，结核性早期亦可见以中性粒细胞为主，随后变为以淋巴细胞为主。b。淋巴细胞增加为主，见于结核性、肿瘤、胶原性疾病等。c。嗜酸性细胞增加，见于自发性气胸伴血性胸水、寄生虫病、人工气胸并发胸水等。d。穿刺液中少数间皮细胞无临床意义，若间皮细胞增加见于急性炎症恢复期，大量增加且有质变时应考虑恶性肿瘤可能。e。组织细胞常在炎症时与大量中性粒细胞同时出现。②细菌涂片检查：进行革蓝氏染色或抗酸性染色作细菌检查。
其他，穿刺液中可测定CEA、类风湿因子等，对诊断有一定价值。