Akciğer kanserinin tanısı akciğerde tümörün görülmesi, tümörün hücre tipinin belirlenmesi ve hastalığın yaygınlığının saptanması aşamalarını içerir. Akciğerde kanserin varlığı hastalık belirtilerinin oluşması durumunda akciğer grafisinin İncelenmesi ile saptanabilir.

Akciğer kanserinin teşhisinde akciğer grafisi ve şüpheli durumlarda komputerize tomografi başlangıç noktasını teşkil eder. Hastaların %10'unda akciğer grafisinin normal olabileceği unutulmamalıdır.

İkinci basamakta tümörden örnek alınması ve hücre tipinin belirlenmesi gelir. Bunun için bronkoskopi en uygun ve tanı değeri yüksek bir yöntemdir. Bu tanı metodunda solunum yollarına giren bükülebilir bronkoskop aracılığı ile tümör görülebilir, biyopsi alınabilir. Bu yöntemle hastaların %85,'inde pozitif sonuç alınır. Akciğer grafisinde tümör görülen fakat bronkoskopiden sonuç alınamayan olgularda, bronşlardan sıvı veya fırça ile materyel alınabilir. Bazı bronş dışı büyüyen tümörlerde ise göğüs duvarından iğne ile girilerek tümör dokusundan biyopsi yapılabilir. Diğer yöntem ise cerrahi metodla göğsün açılarak biyopsi yapılması ve tümörün çıkarılmasıdır.Akciğer kanseri tanısı konan hastada üçüncü aşama, tümörün yerine ve yaygınlığına göre veya tipine göre tedavi yöntemini belirleyen tetkiklerdir.