氣胸的診斷依據主要包括臨床癥狀、體征及X線表現。其典型癥狀有突發性胸痛，隨后出現胸悶、呼吸困難，還可能伴有刺激性咳嗽。1.胸痛往往呈針刺樣或刀割樣，持續時間較短。這種胸痛是由于氣體刺激胸膜導致的。2.刺激性干咳也是因氣體刺激胸膜而產生。多數情況下起病較為急促，若氣胸量大或者伴有肺部原有病變，氣促會更為明顯。在體征方面，聽診可發現患者呼吸音減弱或消失。X線檢查是診斷氣胸的關鍵方法，通常會有明確的氣胸線，也就是萎縮肺組織與胸膜腔內氣體的交界線，呈現為外凸線條影，氣胸線外是無肺紋理的透光區，線內則為壓縮的肺組織。大量氣胸時可見縱隔、心臟向健側移位，若合并胸腔積液還能看到氣液面。

通過臨床癥狀、體征和X線表現，可較為準確地診斷氣胸，其中胸痛、呼吸困難、呼吸音改變以及X線顯示的氣胸線等都是重要的診斷依據。