肺癌跟其他肿瘤一样，诊断金标准就是病理检查结果，包括支气管纤维镜穿刺结果，也可以是X线引导下进行肺穿刺。如果标本取材不理想，肺癌发生淋巴结转移或心包转移，取淋巴液或心包液，可以发现癌细胞。
如果肺癌转移的患者不同意进行穿刺活检，也可以抽取淋巴液、血液或心包液进行诊断。
此外，患者也可以通过X线、CT等检查，观察肺癌的位置、大小，与周围脏器的关系，如果是局灶性肺癌，未发生转移，通常可以通过根治性手术将其切除。