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纵隔肿瘤化验检查多帮助不大。一些较特殊病例则有参考意义。诊断主要依赖辅助检查。
1.嗜铬细胞瘤嗜铬细胞瘤和一小部分神经源性肿瘤中的儿茶酚胺，高香草酸，香草扁桃酸测定有所升高。
2.畸胎类癌瘤可有癌胚抗原(CEA)，甲胎蛋白(AFP)血清含量可高。
3.生殖细胞癌一些生殖细胞癌中有些绒毛膜促性腺激素水平升高有些帮助。
4.纯红细胞再障伴胸腺瘤纯红细胞再障伴胸腺瘤有1/3～1/2，在骨髓检查可见红细胞系统造血障碍，也可查出血清，丙种球蛋白低(低丙种球蛋白症)。
5.外周血象检查并发感染时外周血象白细胞计数和中性粒细胞显著增高，血红蛋白量和红细胞计数减少，说明有贫血。
X线各种检查有助于诊断与了解病变范围，为治疗提供帮助。
1.X线透视及胸正侧位片为纵隔肿瘤主要诊断手段，透视可随意转动体位，从多方面观察肿块阴影的形态，大小以及肿块与周围关系，观察肿物有无搏动，是否随吞咽上下移位，能否随体位和深呼吸运动而改变形态。缺点：透视无法保存记录，清晰度、对比度不如胸片清晰。
胸片至少要拍胸正侧位平片，胸片可显示肿物部位，形态，大小，密度及有无钙化。需要时拍胸斜位片以了解与主动脉的关系。高电压X线摄片可了解纵隔与邻近结构(气管和主支气管)的关系。
透视与胸片结合，多数纵隔肿瘤和囊肿均可获初步诊断。当前一些医疗机构往往省去透视方法，这是一个较大的缺陷。随着X线机器电视监视的出现，透视仍应保持，尤其胸外医师在术前应亲自透视了解病变情况。
2.断层(体层)摄片可显示肿物层面结构及其与周围器官或组织的关系，尚可断定病变内有无空间及微小钙化，弥补平片之不足。
3.CT扫描CT检查是无创检查方法之一，对纵隔病变帮助甚大，以广泛应用。可显示纵隔内部解剖及病变部位，并能测定肿物密度，协助判断肿瘤的性质，分辨肿块内体液、脂肪、钙化斑等(CT平均值，有助判断囊性及实质)，CT也可鉴别血管扩张、扭曲或动脉瘤。胸腺肿瘤平片阴性时，CT则较易显示。在肺门区肿大淋巴结及实性肿块可与扩张肺动脉区别。CT尚能显示组织间隙的改变为手术切除可能性提供帮助。
4.磁共振(MRI)检查对纵隔方面MRI较CT更清晰，对较大血管不需造影剂，因此较容易将血管与肿块及淋巴结分开。对纵隔淋巴显示也较CT为佳。MRI应用与胸部检查当前更受重视。
5.声波摄影可显示肿物有无搏动及搏动情况，在纵隔诊断中有助于主动脉瘤与纵隔肿瘤的鉴别。MRI的出现，本方法使用已逐渐减少。
6.数字减影血管造影(DSA)可区别肿物是否来自血管或与血管的关系，对动脉瘤，室壁瘤及肺动脉扩张诊断帮助较大。
7.上消化道钡餐有助于后纵隔病变与食管的关系，如病变是否来自食管或病变压迫食管有否移位，对膈疝阴性率更高。
8.核素扫描131I扫描对胸内甲状腺的诊断阳性率为54.5%～88.9%。本院阳性率达80%以上，徐燮渊利用131IMIBG(碘代苄胍)对良恶嗜铬细胞瘤扫描特恶性分别为97.1%及100%。
9.B超检查B型超声检查可获与CT相似横断层图像。当前利用内镜技术通过食管对纵隔进行检查，可了解食管与纵隔病变关系。惟此项检查尚不普遍。