Una radiografia del torace viene frequentemente eseguita; essa può indirizzare verso diagnosi alternative (ad esempio la sindrome di Lambert-Eaton, associata spesso ad un carcinoma polmonare a piccole cellule), e può anche identificare alterazioni del mediastino dovute alla presenza di un timoma. L'esame radiologico del torace con o senza mezzo di contrasto (nel caso già si sospetti la patologia è opportuno utilizzarne uno non istolesivo perché può venire accidentalmente aspirato) può evidenziare un megaesofago. Una tomografia computerizzata del torace (con mezzo di contrasto), o una risonanza magnetica sono gli esami più indicati per identificare i timomi.