X线检查是发现诊断肺癌和提供治疗参考的基本方法，经常用于普查以及随访。胸部CT检查，目前已经成为估计肺癌胸内侵犯程度以及范围的常规方法，尤其是在肺癌的分期上，共有无可替代的作用。CT可以发现<1cm和x胸片难以发现的肺部病变。磁共振检查可以鉴别实质性肿块与血管的关系，而且能够显示气管支气管和血管的受压移位和阻塞。最后的确诊必须依据组织学和细胞学检查，获得组织和细胞的方法有痰中查找癌细胞、支气管纤维镜检查、淋巴结活检和经皮肺穿刺细针活检。