1.X线检查
向食管壁外生长的较大平滑肌瘤顶出纵隔胸膜至肺野中，可以从胸部平片上见到纵隔或肺野的软组织阴影，在纵隔肿瘤的鉴别诊断上要考虑到本病。个别平滑肌瘤在平片上可见有钙化灶。
X线食管钡餐检查：是本病的主要诊断方法，结合临床表现，往往可以一次造影确诊。腔内充盈缺损是主要表现，缺损呈圆形或椭圆形，边缘光滑锐利，与正常食管分界清楚。
2.纤维食管镜检查
大部分平滑肌瘤可经过食管钡餐诊断，加上纤维食管镜(实际上常用纤维胃镜)检查，检查准确率可达90%以上，可了解肿瘤的部位、大小、数目及形状等。镜检能见到突出在食管腔中的肿物，表面黏膜完整光滑平展，皱襞消失，呈淡红色半透明，肌瘤边缘隐约可见，吞咽活动时，可见肿物上下轻度活动，管腔狭窄的不多。
3.CT及磁共振(MRI)检查
食管钡餐及纤维食管镜检查后大部分诊断可以明确，少数病例，特别是中段平滑肌瘤，有时易与主动脉瘤、血管压迫或畸形相混淆，行CT及MRI检查有助于鉴别诊断。CT还可以了解肿物向管外扩展的情况及准确部位，有助于手术方案及切口的设计，B超检查也能发现某些肿瘤。