1、胸部影像学检查：是发现肿瘤最重要的方法之一，可通过正侧位X线胸片和胸CT发现肺部阴影。
2、磁共振显像：与CT相比，在明确肿瘤与大血管之间的关系上有优越性，而在发现小病灶(＜5mm)方面则不如CT敏感。
3、单光子发射计算机断层显像(SPECT)：利用肿瘤细胞摄取放射性核素与正常细胞之间的差异，进行肿瘤定位、定性和骨转移诊断。常用方法为放射性核素肿瘤阳性显像和放射免疫肿瘤显像。
4、正电子发射计算机体层显像(PET-CT)：PET-CT扫描对肺癌的敏感性可达95%，特异性可达90%，对发现转移病灶也很敏感，但对肺泡细胞癌的敏感性较差，评价时应予考虑。
5、痰脱落细胞检查：如果痰标本收集方法得当，3次以上的系列痰标本可使中央型肺癌诊断率提高到80%，周围型肺癌诊断率达50%，但是有很多因素可影响其准确性。
6、支气管镜检查：对诊断、确定病变范围、明确手术指征与方式有帮助。可见的支气管内病变，其刷检诊断率可达92%，活检诊断率可达93%。
7、针吸细胞学检查：可经皮或经支气管镜进行针吸细胞学检査，还可在超声波、X线或CT引导下进行。目前常用的主要为浅表淋巴结和经超声波引导针吸细胞学检查。
8、纵隔镜检查：纵隔镜检査是一种对纵隔转移淋巴结进行评价和取活检的创伤性手术。它有利于肿瘤的诊断及TNM分期。
9、胸腔镜检查：主要用于确定胸腔积液或胸膜肿块的性质。
10、开胸肺活检：若经痰细胞学检查、支气管镜检查和针刺活检等项检查均未能确立细胞学诊断，则考虑开胸肺活检，但必须根据患者的年龄、肺功能等仔细权衡利弊后决定。
11、肿瘤标记物检查：目前研究表明，一些特异性肿瘤标志物联合检查时，对肺癌的诊断和对某些肺癌的病情监测有一定参考价值。