胸腔鏡檢查是用一可窺視的管道（胸腔鏡）觀察肺和胸膜表面情況的檢查方法。該法亦可用于治療胸腔積液。
檢查時，通常采用全身麻醉，然后在胸壁上作3個小切口，送入胸腔鏡至胸膜腔內，空氣隨之進入胸腔，導致肺組織萎陷。除了可觀察肺和胸膜表面外，亦可采取組織標本進行顯微鏡檢查或通過胸腔鏡向胸內注入藥物以預防胸腔積液的復發。拔除胸腔鏡后，應置入胸腔引流管排出檢查過程中進入胸腔的氣體，使萎陷肺組織復張。
胸腔鏡檢查的并發癥與胸腔穿刺術和胸膜針刺活檢術相似。但該法的創傷性較大，會留下一小的傷痕，并需要住院和全身麻醉。