小細胞肺癌的檢查方法較多，包括血液、影像、病理檢查，通常體檢時血的腫瘤標志物升高，則進一步檢查X光片、CT、磁共振等影像學檢查，如提示肺部有相應占位，需做PET-CT檢查，進一步鑒別腫瘤與良性占位。如高度懷疑肺癌，需做進一步的檢查，病理檢查為肺癌檢查的金標準。有創檢查如支氣管鏡、胸腔鏡或CT引導穿刺活檢，病理鏡下通過免疫組化的分型確診。