Os exames invasivos referem-se a várias biópsias e exames de punção, incluindo: traqueoscopia, biopsia de punção endoscópica por ultra-sons, biopsia de punção por TC ou guiada por ultra-sons, citologia do líquido pleural da toracocentese, biopsia de punção ou biopsia cirúrgica de gânglios metastáticos, biopsia de gânglios linfáticos mediastinoscópicos mediastinais, etc. Os exames não invasivos referem-se principalmente a vários exames de imagem, exames de medicina nuclear, exames de sangue e exames de expectoração para encontrar células cancerosas, incluindo: exames de TC torácica ou toracoabdominal, exames de ultra-sons, exames de ressonância magnética cerebral, exames de isótopos ósseos e o mais caro PET/TC de corpo inteiro, bem como marcadores tumorais de sangue, funções hepáticas e renais e exames de sangue de rotina. O objectivo dos exames invasivos e não-invasivos não é exactamente o mesmo. Os exames não invasivos indicam principalmente a localização e a forma do tumor e sabem se há metástases noutros locais, enquanto que os exames de sangue podem fornecer uma compreensão objectiva do estado funcional do corpo. A vantagem é que é fácil de realizar, quase não invasivo e não requer anestesia; a desvantagem é que os testes não invasivos não podem detectar directamente células tumorais, excepto para um pequeno número de pacientes que podem encontrar células cancerígenas na expectoração. Os testes não invasivos não podem confirmar o diagnóstico de cancro do pulmão, incluindo os dispendiosos testes PET/TC de corpo inteiro, que têm apenas uma taxa de exactidão de cerca de 80%, o que significa que mais de 20% dos doentes diagnosticados com cancro do pulmão através de testes não invasivos não são de todo tumores. Este é o problema a ser resolvido por vários testes invasivos, que visam tentar obter biópsias e encontrar células cancerígenas. As desvantagens dos testes invasivos são que são dolorosos para o doente, requerem algum risco e normalmente requerem anestesia local ou geral. Contudo, não há necessidade de preocupação, uma vez que os testes invasivos acima mencionados são utilizados há muitos anos e são muito seguros, e quase não há acidentes graves, desde que sejam realizados de acordo com as especificações.