心包積液分析能夠建立病毒性、細菌性、結核性、真菌性、膽固醇性與惡性心包炎。心包積液分析結果也應與臨牀表現相結合。對懷疑惡性腫瘤的患者，應該檢查細胞學與腫瘤標記物如癌胚抗原 （CEA），甲胎蛋白 （AFP）， 糖鏈抗原CA 125、CA 72-4、CA15-3、CA 19-9、 CD-30、CD-25等。對懷疑結核性心包炎患者，應檢查抗酸桿菌染色、分支桿菌培養、腺苷脫氨酶（ADA）、γ干擾素與結核的PCR檢查。CEA增高，ADA（腺苷脫氨酶）降低可鑑別腫瘤與結核性心包積液。 此外，較高水平的ADA 對心包縮窄有預測價值。但是，必須認識到對結核診斷，PCR敏感性與ADA相似（75% vs 83%），但前者特異性更高（100% vs 78%）。對疑有細菌感染者，應同時做心包液與周身血液厭氧需氧菌培養3次。親心臟病毒PCR分析可協助鑑別病毒性或自身免疫性心包炎。對心包積液的比重分析（》1015）、蛋白含量（》3.0 g/dL; 心包積液/血清 比值 》0.5）、LDH （》200 mg/dL;血清/心包積液》0.6）、葡萄糖（滲出液 vs 漏出液：77.9±41.9 vs 96.1±50.7 mg/dL ）可以鑑別滲出液與漏出液，但是，並不具有直接診斷價值。化膿性積液中葡萄糖值顯著降低。WBC計數極低支持黏液水腫;單核細胞顯著增高惡性腫瘤或甲狀腺功能減退;類風溼病或細胞感染者中性粒細胞均可增高。與細菌培養相比，Gram染色特異性雖高（99%），但敏感性僅38%。聯合測定上皮膜抗原、CEA與波形蛋白免疫細胞化學染色可協助鑑別反應性間皮細胞與腺癌細胞。
