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胸部影像学检查是临床最常用的诊断方法之一。无论成年患者还是儿童患者，胸部影像学检查都是不可或缺的，其既是胸部疾病诊断与评估的主要手段，也是入院所必需的常规检查，可为临床医生提供及时准确的诊断信息。小儿胸部疾病按部位大致可分为气管-支气管、肺、心脏、纵隔、横膈、胸壁及胸腔疾病，主要依靠影像学进行诊断。检查方法主要包括X线胸片、动态透视、超声检查、计算机断层扫描、磁共振成像及核医学检查。与成年人胸部疾病相比，小儿胸部疾病的诊断具有更大挑战性。
由于具有价格便宜、操作简单及辐射剂量低等优点，X线胸片仍是胸部疾病的最常用检查方法。小儿肺部疾病是临床常见病，除了体格检查和实验室检查外，影像学检查是诊断的重要手段。由于双肺具有良好的自然对比，因此X线检查具备有利条件。近些年，随着计算机技术的发展，传统胶片已经发展为数字化胸片。数字化成像分辨率明显高于传统X线成像，且图像信息数字化后，便于记录、传输和长期储存，对于一般小儿双肺炎症性疾病、肺不张、肺气肿、气胸及胸腔积液等常见病均能较好诊断。X线胸片配合透视动态观察小儿吸气相、呼气相，观察气管、纵隔、心影、横膈以及双肺透亮度的变化可排除气道梗阻性病变。但X线胸片不能显示肺间质病变，特别是双肺粟粒样小病灶、弥漫性肺病以及肺脏与纵隔占位性病变的鉴别等，这些疾病还得倚仗多层螺旋CT检查。
超声为无创伤和无放射线损伤的检查方法，非常适用于儿童患者。以往在胸部检查中，超声多应用于心脏、血管和胸膜腔等器官疾病的检查，对双肺病变的检查相对较少。近年来，有越来越多关于超声在婴幼儿及儿童胸部病变如肺部炎症性病变及肿瘤、纵隔肿瘤、胸壁病变中应用的报道。目前临床主要应用于胸膜病变、胸壁肿物、婴幼儿纵隔肿物的诊断，同时也可用于肺内囊实性病变以及血管与非血管性占位的鉴别等，其最大优势在于快速、便捷，可用于床旁检查，并可多次复查，以监测病情变化。
传统计算机断层扫描（computed tomography，CT）存在较大电离辐射，特别对处于生长发育阶段的儿童来说，其组织单位容积吸收CT的辐射剂量约是成年人的10倍，某些代谢旺盛的组织对辐射更敏感。多次随访复查也会使辐射剂量在体内不断蓄积，可能较易诱发肿瘤性病变。但随着螺旋CT技术的发展，多层螺旋CT扫描时间与成像时间缩短、层厚较薄、扫描范围长，解决了儿童胸廓较小、不能屏气等难题，特别是低剂量扫描技术的开发，对降低儿童射线损伤有重要意义，基本已适用于儿童全身各系统的检查。多层螺旋CT扫描速度快、图像分辨率高以及具有多种后处理技术的特点，可获得组织或器官的三维立体图像。同时高分辨技术的应用提高了对肺部细微结构、肺尖、胸膜下、肋膈角区病变的检出率，为间质性和弥漫性肺部疾病的鉴别诊断提供了更多诊断信息，现已广泛应用于先天性肺及支气管发育异常、复杂肺部感染性病变及其并发症、弥漫性肺部病变、胸壁肿瘤的诊断以及肺部肿瘤性病变与纵隔肿瘤的鉴别诊断等。CT血管成像（CT angiography，CTA）技术可立体地显示血管影像，现已广泛用于心脑血管、肺动脉和肢体血管等检查。目前在儿童中主要应用于心脏大血管畸形、各型心肌病、心包疾患、心脏肿瘤及心旁肿瘤的鉴别等，尤其对主动脉各种畸形、左肺动脉起源异常、肺动脉狭窄、肺静脉异位引流、动脉导管未闭等心脏大血管畸形的诊断尤为常见。此外，高端CT不仅可应用于肺灌注、心肌灌注等功能监测，也可评估气管软化、肺栓塞、心肌缺血等功能性改变。近些年，发展成熟的能谱CT也逐渐应用于肿瘤成分的分析及监测、结石和钙化的成分测定以及心肌活性的评估。
磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）利用磁共振现象从人体中获得电磁信号，并重建出人体信息，不仅没有电离辐射，且软组织分辨率高，具有血管流空效应，现已广泛用于胸壁病变、纵隔病变以及心脏大血管的检查。MRI不仅能够提供复杂、细微的解剖信息，还可以进行功能评估与检测。一般而言，未安装过心脏起搏器装置的患儿均能行MRI检查，对于以心内结构异常为主的简单的常见先天性心脏病（如房间隔、室间隔缺损），MRI检查并未能提供较心脏超声检查更多的诊断信息；但对于以心外大血管异常为主的先天性心脏病（如肺动脉起源异常、肺静脉异位引流等），MRI则能提供更多的诊断信息，特别是对比增强磁共振血管成像（contrast enhanced magnetic resonance angiography，CE-MRA）技术，其对该类先天性心脏病诊断效果较佳，几乎与心血管造影效果一致。
核医学检查在胸部疾病中主要应用于软组织器官及骨骼结构和功能的检查，其最大优点是较透视及CT辐射剂量低、不良反应小，缺点是解剖信息显示不佳、镇静扫描时间较长、检查费用较高。目前主要应用于肿瘤的检测与评估、骨骼感染性病变以及部分心功能评估。