传统的芥子气检测方法是利用其烃化性质或形成复合物的性质与化学试剂反应，采用比色法进行检测。常用的有麝香草酚酞（蓝色试剂）法、C-（4-硝基苄基）吡啶法（DB-3法）、亚硝基铁氰化钠法、硫脲-镍盐试剂法等。
美国英思科MX6 手持泵吸式复合式气体检测仪
随着现代仪器分析技术的发展，芥子气的仪器检测如离子迁移率谱仪、火焰光度检测器等现场侦检装备也取得进展。气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）检测芥子气原形及其水解产物硫二甘醇的分析方法已较成熟，并已应用于实际样品如土壤、粮食、尿样等的检测。像采用气相色谱火焰光度法检测土壤中残留微量芥子气的方法已经达到0.05mg/kg的定量检测限，但仍高于中国环境标准规定土壤中芥子气允许残留浓度0.02mg/kg的上限。
芥子气染毒后大部分代谢物经尿液排出，因此尿中代谢物也可作为染毒的生物标志物。尿样检测氰化氢检测的优势是样品大量易得、制备简单，杂质相对较少；缺点是代谢物往往在染毒数小时或数天内排出，无法进行溯源性调查。这些代谢产物可采用GC/MS法检测。硫二甘醇及其亚砜的检测可将尿样用酸性三氯化钛处理，转化为一种待测物硫二甘醇，经固相萃取后衍生化，检测限可达0.5ng/ml。
美国英思科MX6
