一、結核菌檢查
是確診肺結核最特異性的方法，痰中找到結核菌是確診肺結核的主要依據。涂片抗酸染色鏡檢快速簡便，在我國非典型分枝桿菌尚屬少見，故抗酸桿菌陽性，肺結核診斷基本即可成立。直接厚涂片陽性率優于薄涂片，為目前普遍采用。熒光顯微鏡檢查適合于大量標本快速檢查。無痰或兒童不會咳嗽，可采用清晨的胃洗液找結核菌，成人亦可通過纖支鏡檢查，或從其涮洗液中查找結核菌。痰菌陽性表明其病灶是開放性的，，具有傳染性。若排菌量多(每毫升10萬個以上)，直接涂片易呈陽性，為社會傳染源。痰菌量較少(每毫升1萬個以下)，可用集菌法。
培養法更為精確，除能了解結核菌有無生長繁殖能力外，且可作藥物敏感試驗與菌型鑒定。結核菌生長緩慢，使用改良羅氏培養基，通常需4～8周才能報告。培養雖較費時，但精確可靠，特異性高，若涂片陰性或診斷有疑問時，培養尤其重要，培養菌株進一步作藥物敏感性測定，可為治療特別是復治時提供參考。
將標本在體外用聚合酶鏈反應(PCR)法，使所含微量結核菌DNA得到擴增，用電泳法檢出。1個結核菌約含1fgDNA，40個結核菌即可有陽性結果。該法不必體外預培養，特異性強，2天即可出報告，快速、簡便，并可鑒定菌型，不足之處是可能出現假陽性或假陰性。
血清學檢查 近年來已開展酶聯免疫吸附試驗(ELISA)法檢測結核抗體，用PCR法檢測分枝桿菌。
二、影像學檢查
胸部X線檢查可以發現肺內病變的部位、范圍、有無空洞或空洞大小、洞壁厚薄等。X線對各類結核病變的透過度不同，通過X線檢查大致能估計結核病灶的病理性質，并能早期發現肺結核，以及判斷病情發展及治療效果，有助于決定治療方案。必須指出，不同病因引起的肺內病變，可能呈現相似的X線影像，故亦不能僅憑X線檢查輕易確定肺結核的診斷。
X線攝片結合透視有助于提高診斷的準確性，可發現肋骨、縱隔、膈肌或被心臟遮蓋的細小病灶，并能觀察心、肺、膈肌的動態。
肺結核的常見X線表現包括
纖維鈣化的硬結病灶，表現為密度較高、邊緣清晰的斑點、條索或結節;浸潤性病灶，表現為密度較淡，邊緣模糊的云霧狀陰影;干酪樣病灶，表現為密度較高、濃淡不一，有環形邊界透光區的空洞等。肺結核病灶通常在肺上部、單側或雙側，存在時間較長，且有多種不同性質的病灶混合存在及肺內播散跡象。
凡X線胸片上顯示滲出性或滲出增殖性病灶、干酪樣肺炎、干酪樣病灶、空洞(除凈化空洞外)，遠均提示為活動性病變;增殖性病變、纖維包囊緊密的干酪硬結灶及纖維鈣化灶等，均屬非活動性病變。活動性病灶的痰中仍可找到結核菌。由于肺結核病變多為混合性，在未達到完全增殖或纖維鈣化時，均仍應考慮為活動性。
胸部CT檢查對于發現微小或隱蔽性病變，了解病變范圍及肺病變鑒別等方面均有幫助。
三、結核菌素(簡稱結素)試驗
是診斷結核感染的參考指標。
舊結素(old tuberculin,OT)是結核菌的代謝產物，由液體培養長出的結核菌提煉而成，主要含有結核蛋白，OT抗原不純，可能引起非特異性反應，在人群中作普查時，可用1：2000的OT稀釋液0.1ml(5IU)，在左前臂屈側作皮內注射，經48～72小時測量皮膚硬結直徑，如小于5mm為陰性，5～9mm為弱陽性(提示結核菌或結核分枝桿菌感染)，10～19mm為陽性反應，20mm以上或局部出現水泡與壞死者為強陽性反應。
結素的純蛋白衍化物(purified protein derivative,PPD)由舊結素濾液中提取結核蛋白精制而成，為純潔素，不產生非特異性反應。國際上常用的PPD——RT23，已經取代OT。我國從人型結核菌制成的PPD(PPD-C)及從卡介苗制成BCG-PPD，純度均較好，已廣泛用于臨床診斷，皮內注射0.1ml(5IU)硬結平均直徑≥5mm為陽性反應。結素試驗除引起局部皮膚反應外，偶可引起全身反應。臨床診斷通常使用5IU，如無反應，可在一周后再用5IU(產生結素增強效應)，如仍為陰性，大致可除外結核感染。
結素試驗仍是結核病綜合診斷中常用手段之一，有助于判斷有無結核菌感染。若呈強陽性反應，常表示為活動性結核病。結素試驗陽性反應僅表示曾有結核感染，并不一定現有患病。我國城市成年居民曾患結核感染率在60%以上，故用5IU結素進行檢查，其一般陽性結果意義不大。結素試驗嬰幼兒的診斷價值較成人為大，因年齡越小，自然感染率越低;3歲以下強陽性反應者，應視為有新近感染的活動性結核病，有必要進行治療。如果2年內結素反應從<10mm增加至10mm以上，并增加6mm以上時，可認為有新感染。
結素試驗陰性反應除表示沒有結核菌感染外，尚應考慮以下情況。結核菌感染后需4～8周才建立充分變態反應，在該變態反應產生之前，結素試驗可呈陰性。應用糖皮質激素等免疫抑制藥物，或營養不良，麻疹、百日咳等患者，結素反應亦可暫時消失。嚴重結核病及各種重危患者對結素無反應，或僅出現弱陽性，與人體免疫力及變態反應暫時受抑有關，待病情好轉，可轉為陽性反應。其他如淋巴細胞免疫系統缺陷(如白血病、淋巴瘤、結節病、艾滋病等)患者或年老體衰者的結素反應亦常為陰性。
四、其他檢查
結核病患者血像通常無改變，嚴重病例常有繼發性貧血，急性粟粒型肺結核時白細胞總數減低或出現類白血病反應。血沉增快常見于活動性肺結核，但并無特異性診斷價值，血沉正常亦不能排除活動性肺結核。患者無痰或痰菌陰性而需與其他疾病鑒別時，用酶聯免疫吸附試驗(ELISA法)檢出患者血清中特異性抗體，可能對肺外結核的診斷提供參考。纖支鏡檢查對于發現支氣管內膜結核、了解有無腫瘤、吸取分泌物、解除阻塞或作病原菌及脫落細胞檢查，以及取活組織作病理檢查等，均有重要診斷價值。淺表淋巴結活檢，有助于結核的鑒別診斷。纖維支氣管鏡檢查可發現支氣管腔內結核病灶，亦可取分泌物供檢查。