Il fluido di un chilotorace può apparire lattiginoso, sieroso o serosanguinoso. Se l'aspetto del fluido non è lattiginoso non può essere comunque escluso un chilotorace. Poiché il chilo è ricco di trigliceridi, un versamento pleurico ricco di trigliceridi (>110 mg/dL) conferma la presenza di un chilotorace;. un versamento pleurico a basso contenuto di trigliceridi (<50 mg/dL) invece praticamente esclude la diagnosi. Se un versamento pleurico contiene trigliceridi tra 50–110 mg/dL, si raccomanda l'analisi del contenuto di lipoproteine del versamento pleurico per valutare i chilomicroni. Se tale procedura rileva chilomicroni nel fluido si può confermare un chilotorace. I chilotoraci sono tipicamente essudativi e spesso contengono un elevato numero di linfociti e hanno bassi livelli dell'enzima L-lattato deidrogenasi (LDH). Tuttavia, possono verificarsi chilotoraci atipici e sono transudativi nel 14% dei casi. Un aspetto lattiginoso del liquido pleurico non è sufficiente per confermare la diagnosi di chilotorace poiché un pseudochilotorace ed un empiema possono imitare questo aspetto. Al contrario, l'assenza di un aspetto lattiginoso non significa che un chilotorace non sia presente, in quanto possono invece apparire sierosi o sanguinanti.