肺癌的診斷，尤其是早期診斷相當困難。由於腫瘤本身的生物學特性，除非腫瘤嚴重侵犯到鄰近器官，引起續發情況，大部分病人都只有很輕微的症狀及徵候。病人初次求醫時，常常都已來不及手術治療，如發現有肺癌的症狀，應立即至醫院檢查，以求早期發現，早期治療。

※肺癌自我檢查：
１.咳嗽：是肺癌最常見的症狀，通常是由於長在支氣管內的腫瘤，阻塞空氣的進出或刺激氣管壁而造成。
２.咳血：也是肺癌最常見的症狀，由於腫瘤侵入支氣管黏膜的血管，會發生咳血的情形。
３.厭食：在短時間內體重減輕很快。
４.呼吸困難：當腫瘤阻塞支氣管時，導致肺萎陷，減少了肺活量，造成胸悶、呼吸困難的情形。
５.肋膜積水：若腫瘤擴展到肋膜，不僅會引起胸痛，也會出現惡性肋膜積水，導致呼吸困難。
６.聲音嘶啞：若腫瘤壓迫到喉頭的回返神經時則可能會造成聲帶麻痹，導致聲音嘶啞。
７.吞咽困難：若腫瘤擴散轉移到食道旁的淋巴結，而壓迫到食道則會造成吞咽困難。
８.上腔靜脈症候群：若癌腫瘤壓迫到上腔靜脈，會使上半身的靜脈血液返回心臟受阻，造成病人臉部和頸部的腫脹，嚴重者尚可導致呼吸困難、腦壓增高、意識不清…等。
９.疼痛及無力感：若腫瘤位於肺尖壓迫到臂神經叢，會引起肩膀、手臂或手的疼痛及無力感。
１０.頭痛、嘔吐、視覺障礙：若腫瘤轉移到腦部，會造成顱內壓增高，可能會產生頭痛、嘔吐、視覺障礙等症狀。
11.骨頭疼痛：若腫瘤轉移到骨頭，則會引起骨頭疼痛或病理性骨折

※肺癌臨床診斷方法：
1.胸部 X光片：各種組織型的胸部 X光表現略有不同。鱗狀上皮癌以肺實質腫瘤最常見，其次為肺萎陷、肺門腫瘤和肋膜積水。腺癌以肺實質腫瘤最多見，其次為肋膜積水。小細胞癌則依序為肺實質腫瘤、肺萎陷、肺門腫瘤、肺尖或肋膜積水。大細胞癌亦常見肺實質形成腫廇、肺萎陷、縱隔瘤、肋膜積水和同側橫隔上升。
2.痰液細胞檢查：連續收集3天清晨第一口痰具有診斷價值，可由其中發現癌細胞，以便早期接受治療。早期診斷陽性率約為70%，而且亦可判別肺癌細胞型，病理組織檢查結果相符合者達85%。
3.支氣管鏡檢查：在診斷肺癌方面非常重要，可以直接看到病灶又可作活體切片，以確定腫瘤型態。對中央型肺癌診斷率高達90％以上，對未稍型肺癌約有60％可見異常。
4.電腦斷層攝影：確定腫瘤的部位、腫大淋巴結、及是否有轉移，是肺癌分期之重要依據。
5.超音波或斷腦斷層攝影引導經皮穿刺切片檢查：藉由超音波或斷腦斷層確定病變部位後，用此方法取得組織切片，準確性高達96%。
6.其他內視鏡：如胸腔鏡、縱膈鏡檢查
7.肺功能檢查：主要用於可接受手術個案，以評估是否能承受肺部切除。
8.肺部超音波：用於診斷肺癌，可協助抽取肋膜積液以確定是否有癌細胞。
9.其他：肝、脾、骨或腦等部位的掃描檢查可知否有轉移。另外開胸術也有助於診斷。

※肺癌臨床診斷之分期：
1.小細胞型肺癌：分局限期和擴散期。
2.非小細胞型肺癌：
IA：腫瘤尚在肺臟內部，最大直徑不超過3公分，未轉移至淋巴結。中央型肺癌會有咳嗽和多痰等自覺狀、周圍型肺癌則沒有任何征狀。
IB：腫瘤最大直徑超過三公分，未轉移至淋巴結，周圍型肺癌擴大到肺門，自覺症狀與第一期同。
IIA：腫瘤最大直徑不超過3公分，已轉移至支氣管旁淋巴結。
IIB：腫瘤最大直徑超過三公分，已轉移至支氣管旁淋巴結，直接侵犯到胸壁、橫膈或是縱膈側的肋膜、或壁層心包膜。肺委陷或阻塞性肺炎包括單側整個肺臟。
IIIA：任何大小的腫瘤，已轉移到同側縱膈腔淋巴結與氣管分岔部下方淋巴結。
IIIB：任何大小的腫瘤，已轉移到對側縱膈淋巴結、對側肺門淋巴結、同側或側斜角肌或鎖骨上窩淋巴結。已侵犯縱膈、心臟、大血管、氣管、食道、脊椎體、氣管分岔部，或是有惡性肋膜積液禍心包膜積液、或原發肺葉有衛星腫瘤結節。
IV：任何大小的腫瘤，已轉移到脊椎骨、腦部、肝臟、皮膚等遠處的組織，轉移至脊椎骨、腦部的機會特別多，通常症狀出現才知道患病。