乳糜液色白、碱性、无菌生长，所含淋巴细胞计数增高，明显高于多核细胞，蛋白质含量可达40～50g/L，显微镜检可见许多可折射的脂肪小珠。放置后分为3层，上层为黄色奶油状的脂肪层，加入乙醚可以澄清，或苏丹Ⅲ染色找到脂肪滴，细胞计数以淋巴细胞为主，即可确立乳糜胸的诊断。如将乳糜液放人试管中，加进乙醚摇混后，乳白色的液体即变为无色液体，可发现一层脂肪漂浮于液体上面。茶红试验可进一步确诊。可以同时做胸液和血液中脂检查，若胸液中的胆固醇和三酰甘油中脂的含量显著超过血液中的含量，也可帮助确立乳糜的诊断。
一些特殊检查方法可以作为外伤和术后乳糜胸的辅助诊断方法，但操作比较复杂，临床应用不大方便，仅在特殊病例才予应用。
1.淋巴造影 通过下肢或精索淋巴管造影，可以显示腰淋巴管、乳糜池、胸导管的走行和形状，可以帮助确定乳糜胸病人胸导管裂口的位置和乳糜漏的严重程度。通常采用经淋巴管直接穿刺造影法，先在足趾趾蹼注射染料混合液，常用的染料有0.5%靛胭脂(indigecarmine)和0.5%伊文思蓝(Evans blue)等。然后在足背找到蓝染的淋巴管，切开皮肤，将淋巴管分离出来，直接用细针(25～27号)进行淋巴管穿刺，以每分钟0.2ml的速度注入造影剂(30%myodil或37%ethiodol)6～9ml，于注射完毕时立即摄片，观察淋巴管的图像，16～24h后摄片观察淋巴结图像。
2.染料注射法 于股部皮下注射靓脂性蓝染料后，连续抽取胸液检查其是否蓝染，若有蓝染可协助确定乳糜胸的诊断。
3.放射性核素检查 口服用131I标记的脂肪，然后在胸部进行放射性扫描检查，放射性记数明显增高，也可明确乳糜胸的诊断。