Можливості до виявлення гетероциклічних сполук за допомогою хімічних методів обмежені.
Для ідентифікації піролу та фурану застосовують простий та доступний метод — забарвлювання соснової скіпки. Пари піролу забарвлюють соснову скіпку, змочену соляною кислотою, на червоний колір, а фурану — на інтенсивно-зелений.
Якісною реакцією на тіофен є індофенінова реакція, суміш ізатину з концентрованою сірчаною кислотою навіть від слідів тіофену забарвлюється на синій колір.
Поряд з цим, пірол, фуран і тіофен можуть бути ідентифіковані за фізичними константами (температура кипіння, показник заломлення та ін.) і спектральними характеристиками. Оскільки дані тетероцикли є спряженими системами, вони поглинають в ультрафіолетовій області спектру.
В УФ-спектрах спостерігається високоінтенсивне поглинання в області 180-210 нм (λmax, нм: для тіофену— 190, фурану — 200, піролу— 209) і низькоінтенсивне поглинання (за виключенням фурану) в області 230-270 нм.
У ПМР-спектрах піролу, фурану та тіофену сигнали протонів зв'язку С—Н спостерігаються в інтервалі 6,2-7,3 м.ч.