肺结核诊断主要通过多种方法综合判断，其中痰涂片显微镜检查是常用手段之一，约有30%左右的患者通过痰涂片能直接发现结核分枝杆菌。
痰液检查：
痰涂片抗酸染色： 这是简单快速的方法，医生会收集患者清晨的痰液，涂片后用抗酸染色，在显微镜下寻找抗酸杆菌，若找到则高度怀疑肺结核，但阴性也不能完全排除。痰结核菌培养： 能明确是否有结核菌生长，还可做药物敏感试验，不过培养时间较长，通常需要2 - 8周才能出结果，但它是诊断肺结核的金标准之一。
影像学检查：
胸部X线检查： 是常用的筛查方法，可发现肺部病变的部位、范围等。早期肺结核在X线片上可能表现为云絮状、片状阴影等。胸部CT检查： 相较于X线，CT分辨率更高，能发现更小的病灶、隐蔽部位的病灶，对于早期诊断、鉴别诊断等有重要价值，比如能清晰显示肺结核病灶是否有空洞形成等情况。
结核菌素试验：
PPD试验： 即结核菌素纯蛋白衍生物试验，是通过皮内注射结核菌素，观察注射部位的反应来判断。一般在注射后48 - 72小时观察结果，如果硬结直径小于5mm为阴性，5 - 9mm为弱阳性，10 - 19mm为阳性，20mm以上或局部有水泡、坏死为强阳性。但要注意，PPD试验阳性仅表示曾感染过结核分枝杆菌，不一定现在患病，阴性也不能完全排除肺结核，尤其是免疫力低下的人群可能出现假阴性。
其他检查：
血液检查： 如血常规，肺结核患者可能有血沉增快等表现；结核感染T细胞检测（T - SPOT.TB）：通过检测血液中针对结核特异抗原的T淋巴细胞来辅助诊断，阳性结果对诊断有一定提示作用，但也存在假阳性和假阴性情况。