Kako se postavlja dijagnoza: 
Detaljni podaci i klinički pregled su prvi koraci u postavljanju dijagnoze ove bolesti. Obavezno je da se uradi rengentski snimak pluća, na kome postoje promene u vidu tzv. zasenčenja. Svaki kašalj koji traje duže od dve nedelje potrebno je dopuniti snimkom pluća. Skener pluća (CT pluća) može dati informacije o veličini, položaju tumora pluća i odnosu tumora sa drugim organima. Uobičajeno se da se ovaj snimak radi sa kontrastom a važan je podatak da li postoje uvećane limfne žlezde. To sve pomaže da se proceni proširenost bolesti-stadijum bolesti. Kod sumnja na postojanja metastaza rade se i skenerski pregled glave, trbuha. MSCT je soficticiraniji i moderniji tip aparata, pogotovo u slučajevima kada se sumnja na, postojanje manjih plućnih tumora Magnetna rezonanca se ređe koristi. Pozitronska emisijska tomografija (PET) je specijalna slikovna („imaging“) tehnika kod koje se koriste radioaktivne kratkoživeće materije, koje daju podatke o proširenosti tumora, zavisno od metaboličke aktivnosti ćelija. Sada je obično integrisana sa CT, pa govorimo o PET CT pregledu. Dijagnoza raka pluća postavlja se pregledom uzorka koji se može dobiti u toku bronhoskopije, iglene biopsije pluća tankom iglom, biopsije plućne maramice ili u toku videoasistirane torakoskopije koja pripada grupi minimalno invazivnih hirurških procedura i konačno u toku otvorene biopsije pluća. U svrhu dijagnostike rade se i citološki pregledi ispljuvka u svrhu detektovanja prisustva malignih ćelija. Laboratorijske analize se takodje rade i to kako rutinske, tako i na tzv tumorske markere.