40%的胸主动脉瘤病人无症状，而在常规的体格检查或胸部X线检查时发现有典型的动脉瘤改变。动脉瘤的症状和体征与其大小和部位有关，而且主要是由于它对血管的侵犯或对邻近结构的压迫结果。血管受累，若使主动脉根部扩张，可继发主动脉瓣反流伴充血性心力衰竭;若Valsalva窦瘤累及冠状动脉时，可致心肌缺血或心肌坏死.Valsalva窦瘤破入右心时可出现连续性杂音或右心衰竭;若动脉瘤内血栓形成并脱落可致脑梗死、肢体坏死、肾梗死或肠坏死等;胸主动脉瘤压迫上腔静脉时面部、颈部和肩部静脉怒张伴水肿，压迫气管和支气管时引起咳嗽和气急，压迫食管引起吞咽困难，压迫喉返神经引起声嘶等;胸主动脉瘤常引起疼痛，疼痛突然加剧预示破裂可能;升主动脉瘤可侵蚀胸骨及肋软骨而凸出于前胸，呈搏动性肿块;胸主动脉瘤破入支气管、气管、胸腔或心包可导致死亡。
多数胸主动脉瘤可经胸部X线发现，表现为纵隔影增宽、主动脉结增大或气管移位。然而，有些动脉瘤较小，尤其是囊性动脉瘤，在胸片上未被发现就已破裂，此时，X线片不能排除动脉瘤的诊断。
动脉造影仍然是作为胸主动脉瘤选择手术疗法时术前评价和准确确定动脉瘤的解剖结构及其大小的较好方法。 注射造影剂的增强CT扫描可确定并测量升主动脉和降主动脉的动脉瘤。
经胸壁超声心动图对胸主动脉瘤，尤其是胸降主动脉瘤的诊断不及CT扫描准确，而经食管超声心动图(TEE)观察升主动脉瘤和降主动脉瘤，图像清晰可靠，手术符合率高。
MRI用于确定升主动脉和升、降主动脉瘤的解剖结构比CT扫描更为可靠，并可发现病人原有的动脉病变。
