约50%胸膜转移癌的病人有恶性胸水，最常见的症状是气短。只有25%恶性胸水病人有胸痛，通常为钝性胸痛。有些症状与肿瘤本身有关，例如体重减轻、全身不适和厌食。约20%病人在出现胸水时并无症状，胸水量从少量几毫升到几升不等，使患者胸腔完全浑浊，纵隔移向对侧；如果一侧胸腔变浑而纵隔无移位，病人可能有支气管肺癌合并主支气管梗阻或肿瘤累及纵隔使其固定，或是恶性胸膜间皮瘤；如果纵隔移向胸水的一侧，说明患侧胸腔负压较健侧高，胸膜固定术再难以奏效。
在疾病发展过程中，约50%支气管肺癌病人合并胸水，所有细胞类型均可引起胸水，但最常见者为腺癌。肺癌病人的胸水多与原发肿瘤同侧，也有双侧者。
约50%乳癌转移至胸膜的病人有胸水，多出现在原发肿瘤一侧。发现原发乳癌到出现胸水的平均时间为2年，少数病例长到20年。淋巴瘤或白血病患者的胸水可能因纵隔淋巴结受累所致，只有做纵隔CT检查才能发现这些病灶。
恶性胸水属渗出液，主要凭其中的乳酸脱氢酶含量来判断其为恶性，而非蛋白水平。肉眼观胸水可能为血性，但50%恶性胸水的红细胞计数<10×109/L（10000/mm3），其细胞分类主要是小淋巴细胞，其他如多核细胞或中性细胞，嗜酸细胞不常见。约15%恶性胸腔积液病人的胸水中的葡萄糖含量降至3．3mmol/L(60mg/dl）以下，pH值也低而乳酸脱氢酶水平较高，这些病人常有一巨大肿瘤在胸腔内，预后差，平均生存时间为1个月。10%恶性胸水的淀粉酶升高，但这些病人的原发肿瘤通常不在胰腺。