血性胸水外观呈洗肉水样或静脉血样（注意：观察5~10分钟，不凝固；会凝固的是血，不是血性胸水），多见于肿瘤、结核和肺栓塞。巧克力色胸水考虑阿米巴肝脓肿破溃入胸腔的可能。黑色胸水可能为曲霉感染，肺癌（强效可卡因可）、使用活性炭治疗、胰胸膜瘘等亦会引起黑色胸水。厌氧菌感染胸水常有臭味。乳状胸水多为乳糜胸。

对于渗出性胸水，中性粒细胞增多时提示为急性炎症；淋巴细胞为主则多为结核性或肿瘤性；寄生虫感染或结缔组织病时嗜酸性粒细胞常增多。白细胞高达10000 X 106/L则考虑脓胸。胸水中红细胞超过5000×106/L时，可呈淡红色，多由恶性肿瘤或结核所致，但要除外胸腔穿刺损伤血管。

    红细胞超过100×109/L时应考虑创伤、肿瘤或肺梗死。血细胞比容>外周血血细胞比容50%以上时为血胸。恶性胸水中约有40%～90%可查到恶性肿瘤细胞，反复多次检查可提高检出率。胸水标本有凝块应固定及切片行组织学检查。注意：胸水中的间皮细胞常有变形，易误认为肿瘤细胞。

pH和葡萄糖方面，正常胸水pH接近7.6（动脉血则是7.35~7.45）。如pH<7.0者仅见于脓胸以及食管破裂所致胸腔积液。脓胸、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、结核和恶性胸腔积液中含量可<3.3 mmol/L。

病原体方面，结核性胸膜炎胸水沉淀后作结核菌培养，阳性率仅20%（现实中2%就可以上天了），巧克力色胸水应镜检阿米巴滋养体。