肺癌病人血液鹼性磷酸酶或血鈣升高考慮骨轉移的可能，血液鹼性磷酸酶、穀草轉氨酶、乳酸脫氫酶或膽紅素升高考慮肝轉移的可能。胸部CT是肺癌的最常用和最重要的檢查方法，用於肺癌的診斷與鑑別診斷、分期及治療後隨診。有條件的醫院在肺癌病人行胸部CT掃描時範圍應包括腎上腺。應儘量採用增強掃描，尤其是肺中心型病變的患者。CT是顯示腦轉移瘤的基本檢查方法，有臨牀症狀者或進展期病人應行腦CT掃描，並儘可能採用增強掃描。CT引導下肺穿刺活檢是肺癌的重要診斷技術，有條件的醫院可將其用於難以定性的肺內病變的診斷，以及臨牀診斷肺癌需經細胞學、組織學證實而其它方法又難以取材的病例。超聲檢查 主要用於發現腹部重要器官及腹腔、腹膜後淋巴結有無轉移，也用於頸部淋巴結的檢查。對於貼鄰胸壁的肺內病變或胸壁病變，可鑑別其囊實性及進行超聲引導下穿刺活檢超聲還常用於胸水抽取定位。骨掃描 對肺癌骨轉移檢出的敏感性較高，但有一定的假陽性率。可用於以下情況：肺癌的術前檢查；伴有局部症狀的病人。痰細胞學檢查目前肺癌簡單方便的無創診斷方法，連續塗片檢查可提高陽性率約達60%，是可疑肺癌病例的常規診斷方法。
纖維支氣管鏡檢查 肺癌診斷中最重要的手段之一，對於肺癌的定性定位診斷和手術方案的選擇有重要的作用。對擬行手術治療的患者爲必需的常規檢查項目。而經支氣管鏡穿刺活檢檢查（TBNA），雖利於治療前分期，但因技術難度和風險較大，有需要者應轉上級醫院進一步檢查。 如經皮肺穿刺活檢、胸腔鏡活檢、縱隔鏡活檢、胸水細胞學檢查等，在有適應證的情況下，可根據現有條件分別採用以協助診斷。
以下情況應考慮轉上級醫院進一步檢查
①疑難病例；②患者要求採取更全面的影像檢查；③臨牀需要進一步的影像檢查時：如欲判斷胸壁或縱隔是否受侵；顯示肺上溝瘤的範圍；鑑別腫瘤復發、放射治療後纖維化；排除顱內轉移等需行MRI，在進行肺癌後分期及治療後隨診需行PET-CT檢查。
臨牀診斷。根據臨牀症狀、體徵及影像學檢查，符合下列之一者可作爲臨牀診斷：
1．胸部X線檢查發現肺部孤立性結節或腫物，有分葉或毛刺。
2．肺癌高危人羣，有咳嗽或痰血，胸部X線檢查發現侷限性病變，經積極抗炎或抗結核治療（2～4周）無效或病變增大者。
3．節段性肺炎在2～3月內發展成爲肺葉不張，或肺葉不張短期內發展成爲全肺不張。
4．短期內出現無其他原因的一側增長性血性胸水，或一側多量血性胸水同時伴肺不張者或胸膜結節狀改變者。
5．明顯咳嗽、氣促，胸片顯示雙肺粟粒樣或瀰漫性病變，可排除粟粒型肺結核、肺轉移瘤、肺黴菌病者。
6．胸片發現肺部腫物，伴有肺門或縱隔淋巴結腫大，並出現上腔靜脈阻塞、喉返神經麻痹等症狀，或伴有遠處轉移表現者。
臨牀診斷肺癌病例不宜做放化療，也不提倡進行試驗性放化療。
確診。經細胞學或組織病理學檢查可確診爲肺癌。
1．肺部病變可疑爲肺癌，經過痰細胞學檢查，纖維支氣管鏡檢查，胸水細胞學檢查，胸腔鏡、縱隔鏡活檢或開胸活檢明確診斷者。痰細胞學檢查陽性者建議除外鼻腔、口腔、鼻咽、喉、食管等處的惡性腫瘤。
2．肺部病變可疑爲肺癌，肺外病變經活檢或細胞學檢查明確診斷者。
鑑別診斷 （一）良性腫瘤。常見的有肺錯構瘤、支氣管肺囊腫、巨大淋巴結增生、炎性肌母細胞瘤、硬化性血管瘤、動靜脈瘻和肺隔離症等。這些良性腫瘤的病變在影像檢查上，均各有其特點，若與惡性腫瘤不易區別時，應考慮手術。
（二）結核性病變。肺部疾病中較常見也是最容易與肺癌相混淆的病變。臨牀上容易誤診誤治或延誤治療。對於臨牀上難於鑑別的病變，應反覆做痰液檢查、纖維支氣管鏡檢查及其他輔助檢查，直至開胸探查。在明確病理或細胞學診斷前禁忌行放化療，但可進行診斷性抗結核治療及密切隨訪。
（三）肺炎。大約有1/4的肺癌早期以肺炎的形式出現。對起病緩慢，症狀輕微，抗炎治療效果不佳或反覆發生在同一部位的肺炎應高度警惕有肺癌可能。
（四）其他。包括髮生在肺部的一些少見和罕見的良惡性腫瘤，術前往往難以鑑別。