诊断肺癌的检查方法有多种，其中胸部X线检查是常用的初步筛查手段，约85%的肺癌可以通过胸部X线发现，但可能发现直径1cm以上的肺部病变。
影像学检查
胸部X线检查： 能初步观察肺部是否有占位性病变等情况，但对于一些微小病变可能容易漏诊。一般价格相对较低，操作较简便。胸部CT检查： 是诊断肺癌非常重要的检查方法。它可以发现直径更小的肺部病变，分辨率比X线高很多。能清晰显示肺部病灶的大小、形态、位置以及与周围组织的关系等。例如可以发现5mm左右的肺部小结节，有助于早期发现肺癌。
痰液细胞学检查
中心型肺癌： 如果患者有咳嗽咳痰症状，收集痰液进行细胞学检查，若能找到癌细胞则对诊断有重要意义。但是阳性率会受到多种因素影响，比如痰液留取是否规范、肿瘤的部位等。如果是中心型肺癌，肿瘤向管腔生长时，痰液细胞学检查阳性率相对较高。周围型肺癌： 周围型肺癌的痰液细胞学检查阳性率相对较低。
支气管镜检查
硬质支气管镜： 可以直接观察气管和支气管内的病变情况，对于中心型肺癌的诊断价值较大。能看到病变的位置、大小等，还可以取组织进行病理活检，明确病变的性质。不过这是一种有创检查，可能会引起一些不适，如咳嗽、少量出血等。纤维支气管镜： 应用更为广泛，它可以到达较深的支气管部位，进行观察和活检。对于一些较小的支气管内病变也能发现，并且可以进行刷检、灌洗等操作来获取细胞学和组织学标本，帮助诊断肺癌。