Após suspeita de cancro do pulmão através de sintomas clínicos e radiografia do tórax, os pacientes precisam de um exame mais aprofundado para clarificar a fase de diagnóstico do cancro do pulmão: Primeiro, um exame qualitativo, ou seja, se têm ou não cancro do pulmão? Os métodos de exame são os seguintes: exame da expectoração, traqueoscopia, mediastinoscopia, biopsia punctiforme, citologia da drenagem do líquido pleural, biopsia de peito aberto e cirurgia exploratória, etc. O diagnóstico do cancro do pulmão pode ser clarificado através da obtenção de tecidos ou células tumorais para análise patológica. PET-CT, e escaneamento ósseo para esclarecer a localização do cancro do pulmão e se existe metástase e o local da metástase. Além disso, são também necessários marcadores tumorais de sangue, tais como CEA, NSE, CA125, etc., para ajudar no diagnóstico do cancro do pulmão.