В большинстве случаев обструкция верхней полой вены вызывается злокачественными опухолями, такими как рак легких, первичные опухоли средостения, лимфомы и метастатические опухоли, а также может быть вызвана хроническим медиастинитом и тромбозом первичной верхней полой вены. Клинические методы обследования следующие. Рентгенография грудной клетки может показать образование в верхнем средостении, увеличенные медиастинальные и паратрахеальные лимфатические узлы и плевральную жидкость. КТ больше подходит для тех, у кого нет типичных данных на рентгенограмме грудной клетки. Эндоскопическая или аутопсийная биопсия легкого или биопсия лимфатического узла, или цитологическое исследование используются для выявления причины. КТ или МРТ грудной клетки могут помочь уточнить причину обструкции верхней полой вены. Ультразвуковая визуализация позволяет определить место обструкции и характер поражения. Радионуклидная венография может показать венозную обструкцию. Расширенная компьютерная томография грудной клетки важна для диагностики заболевания, не только для понимания причины, но и для визуализации места и степени обструкции и коллатерального кровообращения, и в настоящее время широко используется в клинической практике. При подозрении на злокачественную опухоль для постановки патологического диагноза также требуется биопсия. Методы биопсии включают фиброоптическую бронхоскопию, пункционную биопсию под контролем КТ или медиастиноскопию.