Nachdem das Röntgenbild der Lunge einen Verdacht auf Lungenkrebs gezeigt hat, erfolgt in der Regel eine Computertomografie der Lunge. Als nächste Maßnahme wird eine Entnahme der Gewebeprobe durchgeführt. Die definitive Diagnose Lungenkrebs kann nur durch den feingeweblichen (pathologischen) Befund gestellt werden. Häufig wird die Gewebeprobe durch eine Bronchoskopie entnommen. Bei dieser Untersuchung, bei der die Atemwege gespiegelt werden, wird ein Endoskop durch die Luftröhre bis in die Hauptbronchien eingeführt. Dies ermöglicht nicht nur eine direkte Sicht in die Lunge, sondern auch die Entnahme von Proben wie Sekret oder Gewebe für mikroskopische Untersuchungen. Gelegentlich ist auch der Einsatz von Ultraschall oder Computertomografie (CT) erforderlich, um gezielt Proben zu entnehmen (Biopsie). Nach Diagnose eines Lungenkarzinoms ist es wichtig, den feingeweblichen Typ des Tumors zu identifizieren und festzustellen, ob spezifische genetische Veränderungen vorliegen, die für die Behandlung relevant sind. Es muss auch untersucht werden, inwieweit sich der Tumor im Körper ausgebreitet hat, insbesondere ob Lymphknoten befallen sind oder Metastasen in anderen Organen vorliegen. Das Stadium der Krebserkrankung ist entscheidend für die Wahl der richtigen Behandlungsstrategie. Zusätzlich werden die Untersuchungen durch eine gründliche Prüfung der Herz- und Lungenfunktion abgeschlossen, um beispielsweise das Risiko einer Operation besser abschätzen zu können.