대다수 환자에서 고열이 관찰되지만 약 20% 정도는 열이 없으며, 오히려 저체온일 수 있으며 이때는 예후가 불량합니다. 폐 타진 시 둔탁한 음이 들리며 청진상으로는 이상호흡음이 폐렴 부위에서 들립니다. 흉막염증을 동반하였을 때는 흡기 시에 주로 통증이 있으며, 늑간부위에는 동통이 수반되기도 합니다. 이때는 호흡음이 감소하며 흉막마찰음이 들립니다. 때로는 발한, 청색증도 보일 수 있습니다. 중증폐렴은 의식의 저하, 호흡수의 증가, 저혈압 등이 동반됩니다.
방사선 소견은 폐렴을 진단하는 가장 중요한 도구 중 하나입니다. 원칙적으로 흉부X-선상 폐침윤이 관찰되지 않으면 폐렴은 아닙니다. 그러나 환자가 백혈구 감소증이 있거나 탈수가 심한 경우에는 폐침윤이 나타나지 않을 수 있으므로 전신상태가 호전된 후 재촬영 해보아야 합니다.
최근에는 흉부 전산단층촬영(CT)의 임상적용이 늘어나면서 폐렴이 의심되는 병변의 감별진단에 많은 도움이 되고 있습니다.
세균성 폐렴의 경우에는 말초혈액에서 백혈구가 증가합니다. 혈액 배양검사를 통해 폐렴의 원인균을 확진할 수 있지만 혈액배양 양성율은 10% 미만으로 낮습니다. 혈청학적 검사는 도말 및 배양이 어려운 원인균을 동정 하는데 주로 이용됩니다. 하지만 항체 역가가 4배 이상 증가하는 것을 관찰하는데는 3-6주 까지 소요되므로 시간을 다투는 진단과 치료에는 실질적인 도움이 되기는 어렵습니다.
환자가 적절한 객담을 받아내도록 물로 입안을 행구고 농이 섞인 객담을 배출하게 합니다. 이 검체로 그람염색, 진균검사, 항산균 도말 등을 시행하고 일반세균, 진균, 바이러스, 결핵균에 대한 배양검사를 합니다. 객담검사 결과를 해석할 때는 언제나 정상균 무리에 의한 오염을 염두에 두어야하며 반대로 경우에 따라서는 객담검체 내에 원인균이 존재하더라도 배양이 음성일 때가 있습니다.
말초 혈액 백혈구 수는 정상이거나 약간 증가할 수 있습니다. 바이러스 폐렴과 세균 폐렴은 검사 결과에서 겹치는 부분이 많기 때문에 증상과 진찰, 병의 경과가 진단에 매우 중요합니다. RS바이러스, 인플루엔자, 파라인플루엔자, 아데노바이러스 등에 대해서는 검사 시약을 사용하여 빠른 진단이 가능합니다.
초기에 진단에 도움이 되는 검사는 없습니다. 그러나 기침이 주증상인 학동기 소아의 폐렴은 마이코플라스마 폐렴을 의심해보아야 합니다. 백혈구 수는 대개 정상입니다. 혈청학적 검사인 냉응집소 검사와 마이코플라스마 특이항체 수치가 감염 후 10일~3주 간격을 두고 4배 이상 상승하면 진단할 수 있습니다. 이 검사는 감염 후 상당 기간 동안 양성을 나타내므로 과거 감염여부를 확인해야 합니다. 중합효소연쇄반응(PCR)을 이용하여 조기에 감염을 진단할 수 있습니다.
백혈구 수가 많이 증가합니다. 호흡기 분비물에서 폐렴구균이 배양될 수 있으나, 전 인구의 10~15%에서 폐렴구균이 정상으로 폐에 존재하는 균이기 때문에 배양결과가 원인균이라고 할 수는 없습니다. 그러나 혈액이나 늑막액에서 폐렴구균이 분리되는 경우엔 진단이 가능합니다. 큰 아이들의 경우 우측 폐의 아래쪽에 폐렴이 생기면 우하복부통으로 급성 충수염(맹장염)으로 혼동될 수도 있습니다.
영아에서 갑자기 발병하고 빠르게 진행되는 폐렴의 증상을 보이는 경우에는 다른 원인이 밝혀질 때까지는 포도상구균을 원인으로 생각해해 보아야 합니다. 최근에 입원한 적이 있거나 어머니의 유방 농양 등의 병력은 진단에 도움이 됩니다. 대개 백혈구 중 다핵구가 주로 증가합니다. 흉부 X선 사진은 초기에는 기관지 폐렴으로 흔히 일측성이며, 우측폐가 단독으로 침범되는 경우가 65%입니다. 늑막염과 농흉은 병의 경과 중 대부분의 환자에서 발생하며 농기흉도 25%에서 보입니다.
영아에서는 X선 사진 상 흔히 늑막부위에 물이 차는 이른바 늑막삼출을 보입니다. 간혹 홍역, 수두, 백일해, 또는 인플루엔자에 합병됩니다. 진단은 혈액, 흉막액, 폐 흡인물 또는 기관세척액에서 균을 확인하여 합니다.