肺癌確診的金標準為病理診斷，需依靠部分手段獲取組織，包括支氣管鏡檢查，主要對中央型腫瘤取樣。還包括穿刺，主要對外周病灶取樣，在CT、B超輔助下進行活檢，可以判斷腫瘤細胞類型是小細胞肺癌，還是鱗狀細胞癌、腺癌及其他類型腫瘤。此外，獲取組織后做分子病理檢測，判斷是否存在有意義的靶基因，并選用相應的靶向治療，在實現較少創傷的情況下，可以獲取腫瘤的精準治療。若沒有病理診斷，如CT、PET-CT、X線等影像學檢查，及抽血的血清內癌胚抗原等其他腫瘤標志物檢查，均可作為臨床參考，提示可能存在腫瘤但并不能確診。因為肺癌易與其他疾病相混淆，如結核和真菌感染的影像學檢查和腫瘤類似，因此需進行病理檢查才能確診，其也是肺癌確診的金標準。