血液检测结果显示，白细胞计数在正常范围或略高，约为～3万/mm3，中性粒细胞占比在80％～90％以上。对于慢性肺脓肿的患者，白细胞无明显变化，但可能出现轻度贫血。
进行痰液和病原体检查是确诊肺脓肿的关键。通过痰液培养，包括厌氧菌培养和细菌药物敏感试验，可以帮助确定病原体，从而选择有效的抗生素进行治疗。致病菌甚至可以在血液培养中被发现。
X线检查是肺脓肿诊断的重要手段。肺脓肿的X线表现因其类型、病期、支气管引流是否通畅以及胸膜并发症而有所不同。在早期化脓性炎症阶段，吸入性肺脓肿的X线特征是一个或多个类似于细菌性肺炎的肺段。脓肿形成后，在大面积浓密炎性阴影中，可以看到圆形透明区和液平面。在消散期，脓腔周围的炎症逐渐被吸收，脓腔缩小直至消失，最后留下一点纤维索阴影。
慢性肺脓肿的X线表现则显示出脓腔壁增厚，内壁不规则，周围炎症略消散，伴随纤维组织显著增生。不同程度的肺叶收缩，胸膜增厚，并可能出现纵向侧移位，同时伴随健康的肺组织出现补偿性肺气肿。
血源性肺脓肿在X线检查中常表现为小片状炎症阴影或边缘整齐的球形病变，其中包括脓腔和液平面。局灶性纤维化或小气囊可能在炎症吸收后出现。如果肺脓肿并发脓胸，患侧胸部将呈现大阴影。若伴有气胸，可见液平面。侧位X线检查能明确肺部脓肿及其范围，有助于体位引流或手术治疗。
胸部CT扫描通常显示出圆形厚壁脓腔，脓腔内可能出现液平面，脓腔内壁常呈不规则状，周围有模糊的炎性影。
纤维支气管镜检查有助于发现病因。如果是支气管肿瘤，可以摘取进行活检。若能看到异物，也可以将其取出以恢复引流通畅。可以通过纤维支气管镜进行防污染毛刷采样细菌培养，吸引脓液，并在病变部位注入抗生素，以促进支气管引流和脓腔的愈合。
