รังสีวินิจฉัย: Computed tomography (CT) และ positron emission tomography (PET) เพื่อเช็คหาบริเวณเนื้อเยื่อปอดที่เป็นมะเร็ง การสแกนกระดูกยังสามารถบ่งชี้การกระจายของมะเร็งปอดได้ และ แพทย์อาจใช้การสแกนเหล่านี้เพื่อติดตามความคืบหน้าของการรักษา หรือเพื่อให้แน่ใจว่ามะเร็งไม่ได้กลับมาอีกหลังจากผู้ป่วยเข้ารับการรักษา
การสุ่มตัวอย่างเนื้อเยื่อ: หลังจากแพทย์ได้ ระบุจุดที่สงสัยว่าอาจเป็นเนื้อมะเร็งจากการใช้รังสีวินิจฉัย การเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อปอดเพื่อตรวจหาเซลล์มะเร็งก็เป็นขั้นตอนต่อไป โดยวิธีการเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อมีหลากหลายวิธีโดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งของก้อนมะเร็ง ถ้าก้อนมะเร็งในปอดอยู่ในตำแหน่งที่เข้าไปเก็บเนื้อเยื่อตัวอย่างได้ยากอาจต้องใช้วิธีการผ่าตัดแบบ Thoracoscopic เพื่อเก็บเนื้อเยื่อตัวอย่าง
การทดสอบในห้องปฎิบัติการ: ตรวจเสมหะหรือตรวจเลือด เพื่อหามะเร็งปอด แพทย์จะใช้ข้อมูลนี้เพื่อพิจารณาประเภทของโรคมะเร็งปอดที่มีในผู้ป่วยรายนั้นๆ และวิเคราะห์การกระจายของโรคด้วยเช่นกัน
การวินิจฉัยโรคมะเร็งปอดตั้งแต่ในระยะแรกสามารถช่วยชีวิตผู้ป่วยได้ เนื่องจากเซลล์มะเร็งปอดสามารถกระจายไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกายก่อนที่แพทย์จะตรวจพบ หากการแพร่กระจายเกิดขึ้นจะทำให้การรักษายากขึ้น ในบางครั้งแพทย์จะแนะนำผู้ที่ทำการตรวจคัดกรองหามะเร็งปอด ให้รับการตรวจ low-dose CT scan เพื่อวินิจฉัยในเบื้องต้นด้วย