Uma hipótese diagnóstica bastante provável é o seminoma primário do mediastino.

Os marcadores séricos B-HCG, alfa feto proteína e desidrogenase lática auxiliam no diagnóstico diferencial entre os vários tipos de linfoma.

A realização de biopsia transtorácica guiada por tomografia computadorizada com agulha tru-cut é contraindicada para os tumores do mediastino anterior.

A mediastinotomia paraesternal é utilizada na realização de biópsias para as lesões localizadas no mediastino anterior e consegue fragmentos mais significativos para análise histopatológica e imunohistoquímica.

Devido à localização preferencial, a primeira hipótese diagnóstica deve ser timoma.