一般而言，縱隔腫瘤陽性體征不多，其癥狀與腫瘤大小、部位、生長方式、質地、性質等有關。良性腫瘤生長緩慢，可生長到相當大尚無癥狀或很輕微。相反，惡性腫瘤侵犯程度高，進展迅速，可在較小時已出現癥狀。
常見癥狀有胸痛、胸悶、咳嗽、頭面部水腫、一側面部無汗、吞咽困難等。此外，還可出現一些與腫瘤性質相關的特異性癥狀：如隨吞咽上下運動為胸骨后甲狀腺腫，咳出頭發樣細毛或豆腐渣樣皮脂為破入肺內的畸胎瘤;伴重癥肌無力者為胸腺瘤等。
胸部X線檢查：是診斷縱隔腫瘤重要手段。透視檢查可觀察腫塊是否隨吞咽上下移動，是否隨呼吸有形態改變以及有無搏動等。X線正側位胸片可顯示腫瘤部位、密度、外形、邊緣清晰光滑度、有無鈣化或骨影等。CT或核磁共振能進一步顯示腫瘤與鄰近組織器官關系，更是必不可少的檢查。必要時可作心血管、支氣管造影。超聲可鑒別實質性、血管性或囊性腫瘤。放射性核素可協助診斷胸骨后甲狀腺腫。頸部腫大淋巴結活檢。氣管鏡、食管鏡、縱隔鏡檢查。胸腔鏡縱隔腫物活檢。診斷性放射治療，在短期內能否縮小，有助于鑒別對放射性敏感腫瘤，如惡性淋巴瘤。