CT med intravenøs kontrast er førstevalg ved utredning av oppfylninger i nivå med thymus.
MR toraks og PET/CT kan vurderes for å avklare spesifikke problemstillinger.
TNM8-klassifikasjonssystemet anbefales også for thymomer.
Dersom man etter radiologisk diagnostikk og tverrfaglig diskusjon konkluderer med operabilitet, er invasiv preoperativ histopatologisk diagnostikk ikke nødvendig.
Histologisk undersøkelse av preoperativ nålebiopsi, evt cytologi, supplert med immunhistokjemi er vanligvis tilstrekkelig for diagnose, inkludert subtype.