肺癌也和其他恶性肿瘤一样能产生一些激素酶、抗原、胎蛋白等生物性物质、但这些癌肿标记物对检测肺癌尚无应用价值，临床医师对中年以上久咳不愈或出现血痰以及肺部X线检查发现性质未明的块影或炎变的病例，均应提高警惕，高度怀疑肺癌的可能性，及时进行周密检查。
X线检查是诊断肺癌最常用的重要手段。通过X线检查可以了解肺癌的部位和大小。早期肺癌病例X线检查虽尚未能显现肿块，但可能看到由于支气管阻塞引起的局部肺气肿、肺不张或病灶邻近部位的浸润性病变或肺部炎变。中央型肺癌常显示肺叶或一侧全肺不张(图67-14(1))，靠近肺门区边缘不整齐或分叶状肿块和纵隔淋巴结肿大影像。癌肿病灶中心部分坏死形成空洞者则显示肿块内有偏心性透亮区，空洞壁厚，内壁凹凸不平，较少呈现液平面(图67-14(2))。
周围型肺癌最常见的X线表现为肺野边缘部位孤立性圆形成椭圆形块影，直径从1～2cm～5～6cm或更大。块影轮廓不规则，常呈现小的分叶或切迹，边缘模糊、毛糙，常发出细短的毛刺影(图67-14(3))。病变进展后肿块周围尚可出现肺不张、肺炎、胸膜腔积液等征象。高电压摄片有助于判明病变性质。靠近肺门区的癌肿大多为鳞状上皮细胞癌和未分化小细胞癌，前者常伴有阻塞性肺炎、肺不张或肺实变，以及肺门或/和纵隔淋巴结肿大。大多数腺癌和大细胞癌以及一部分鳞状上皮细胞癌和小细胞癌位于肺野边缘部位，肺尖部癌肿大多为鳞状上皮癌。肿块直径大于4cm者常为鳞状上皮细胞癌，且较常形成癌性空洞。细支气管肺泡癌的X线表现大多为周围型孤立性结节状病灶，范围较为广泛的结节状浸润，类似支气管或大叶性肺炎，有时呈现空洞。
胸部X线透视观察膈肌运动情况，有助于判断膈神经是否被癌肿侵犯。标准断层摄片可显示中央型肺癌支气管阻塞情况，区别肿瘤与炎变的影像，清楚地显示肺癌块影和分叶状形态，肺门和纵隔淋巴结肿大情况，以及显示块影内有无钙化病变。近年来电子计算机断层扫描(CT)已在临床上广泛推广应用。这种检查方法能显示薄层横断面三维结构图像，避免病变与正常组织的影像互相重叠，对早期发现一般X线检查隐蔽区域(如肺尖、膈上、脊柱旁、靠近胸壁胸膜，心脏后方，纵隔等处)的肺癌病变，明确纵隔淋巴结是否增大等，很有诊断价值。CT检查能显示直径不及5mm的肺部结节状病灶，因而可以早期发现肺原发性或继发性肿瘤。CT对各种肺部病变具有很好的密度分辨能力，有助于识别病变的性质和明确有无钙化灶。支气管造影能显示由于肿瘤造成的支气管腔边缘残缺，充盈缺损，管腔中断或不规则狭窄，对支气管镜未能到达的起源于肺段或亚段支气管的周围型肺癌或支气管腺瘤具有诊断价值(图67-15)。钡餐食管X线检查有助于了解纵隔和食管被肺癌侵犯的情况。肺血管造影术可判明癌肿是否侵犯左、右肺动脉近段和左、右心房，有助于判定中央型肺癌切除的可能性，但已较少应用。