胸部x线检查示胸腔或纵隔内造影和心、肺、气管受压的征象。彩色多普勒超声、CT和磁共振血管造影均为无创诊断技术。主动脉瘤的诊断难以明确或考虑手术前可行主动脉造影。
1、胸主动脉与肺癌两个疾病的症状相似性：咳嗽、咯血及肺部肿块是肺癌的重要症状与体征，而有的主动脉瘤可致肺静脉压升高，使支气管黏膜下的小静脉曲张与破裂，导致咳嗽、咯血等症状。加之有些患者原本就有咳嗽病史，X线胸片上突出的主动脉瘤瘤体会被误认为肺部肿块。由于近些年来肺癌的发病率、病死率已稳居恶性肿瘤之首，且有年轻化趋势,对反复咳嗽、咯血且有长期吸烟史的患者易考虑肺癌。从而导致易误诊。
主动脉窦动脉瘤患者多有先天性心脏病病史。主动脉瘤位于升主动脉时，可使主动脉瓣环变形，瓣叶分离而致主动脉瓣关闭不全，出现相应杂音;动脉瘤内有血栓形成时，在相应听诊区可闻及血流杂音;膨胀的主动脉瘤可以造成局部搏动;主动脉弓动脉瘤压迫左无名静脉可使左上肢比右上肢静脉压高;主动脉扩张致脉压增大，上述心血管系统疾病的表现可引导医师行相关检查。
主动脉瘤还可压迫上腔静脉、食管及喉返神经引起相应症状,这与肺癌所致压迫症状和体征无异，但应注意患者是否表现为体重明显减轻或病灶明显增大，血痰的性质及咯血的规律，有无转移病灶，这些可提示医师查痰中癌细胞、肺癌标志物及行增强CT或MR检查，有助于排除肺癌的诊断。如临床医师忽略了有诊断及鉴别诊断意义的表现，则易致误诊。
2、假性主动脉瘤假性主动脉瘤为动脉壁破裂出血，形成的壁外血肿,瘤壁无主动脉壁的全层结构，仅内膜面覆盖纤维结缔组织。多为创伤所致，好发于主动脉弓降部、导管韧带及左锁骨下动脉开口处。局部主动脉壁感染或术后切口渗漏也可形成血肿。CT表现为紧贴主动脉壁的软组织肿块，破口未闭合时可与主动脉相通，增强后中心强化。周边可见大量血栓形成，并可见破口。
少数假性动脉瘤病人由于瘤体压迫主干正常的动脉血管，瘤腔内血流缓慢易形成附壁血栓造成血块凝积和机化。在早期震颤或杂音逐渐消失有时会误诊。
3、腹主动脉瘤需进行鉴别的疾病有以下几种情况：腹痛、休克、腰背痛是腹主动脉瘤破裂最常见的表现，自然错误的诊断也多数与之关联。其中最常见的误诊疾病是肾绞痛，可占总误诊数的20%以上。在休克症状缺如时,剧烈的腰痛、肾区明显叩击痛、镜下血尿等表现常将医生的思路错误地引向尿路结石、肾绞痛,却不知这些表象是因为浸泡于大量血液中的肾脏、输尿管受到刺激,或者肾动脉开口受到破裂，波及而导致的。腹痛等症状还经常被错误地归因于腹腔疾病，如胃肠道出血及破裂、乙状结肠憩室炎、肠梗阻、胆囊炎、胆石症、胰腺炎等。