臨床上氣胸鑒別診斷并不困難，X射線胸片檢查是診斷的重要方法。氣胸胸片上大多有明確的“氣胸線”，即萎縮的肺組織與胸膜腔內氣體的交界線呈向外凸起的線條影，氣胸線外側是沒有肺紋理的黑色透光區，線內是被壓縮的白色肺組織。
對于合并有肺部基礎疾病的氣胸患者或者老年氣胸患者,其癥狀與其他心肺疾病類似，需要認真鑒別。
- 肺大皰：起病緩慢，病程較長；X射線檢查肺大皰為圓形或橢圓形透光區，位于肺內部。肺周邊部位的肺大皰易誤診
為氣胸，胸片上肺大皰線是凹面向側胸壁；胸部CT有助于鑒別診斷。經較長時間觀察，肺大皰大小很少發生變化，而氣胸形態則日漸變化，最后消失。
- 急性心肌梗死：有類似于氣胸的臨床表現，如急性胸痛、胸悶、呼吸困難、休克等臨床表現，但患者常有冠心病、高血壓病史，心音性質及節律改變，無氣胸體征，心電圖或胸部X射線檢查有助于鑒別。
- 慢性阻塞性肺疾病和支氣管哮喘：慢性阻塞性肺疾病的呼吸困難是長期緩慢加重的，支氣管哮喘則有多年哮喘反復發作的病史。當慢性阻塞性肺疾病和支氣管哮喘患者呼吸困難突然加重且有胸痛時，應考慮并發氣胸的可能。