O diagnóstico do cancro do pulmão não pode basear-se apenas nos sintomas; mais importante, é necessário confiar em exames auxiliares objectivos, tais como TC, broncoscopia fibrosa, etc. Os exames auxiliares para o diagnóstico do cancro do pulmão podem ser amplamente divididos nas seguintes categorias: diagnóstico por imagem, tais como TC, RM, PET, raio-X torácico; endoscopia, tais como broncoscopia fibrosa e mediastinoscopia; e outros, tais como exame de marcador tumoral sérico, exame citológico esfoliante da expectoração e assim por diante. Existem também alguns exames especiais para determinar se o cancro do pulmão tem metástases distantes, tais como todas as ecografias ósseas (ECT), ultra-sons de fígado e glândulas supra-renais, etc. O diagnóstico do cancro do pulmão consiste em determinar se a sombra (ou ocupação) é cancro do pulmão, por um lado, e a fase do tumor pode ser inicialmente determinada, por outro lado. A TC e a broncoscopia fibrosa são as duas ferramentas mais importantes no diagnóstico do cancro do pulmão. A maioria dos cancros do pulmão tem sinais típicos na TC e não são facilmente mal diagnosticados. Alguns cancros do pulmão têm sinais atípicos e podem necessitar de punção. A broncoscopia de fibra óptica é uma ferramenta de exame essencial para o cancro do pulmão central, que pode clarificar não só a natureza da lesão, mas também a extensão da ressecção necessária. Em conclusão, o diagnóstico do cancro do pulmão não é muitas vezes um processo simples, e requer frequentemente uma combinação de vários exames e um certo grau de experiência dos médicos.