Bei Verdacht auf ein Lungenkarzinom wird zunächst eine Computertomographie (CT) des Brustkorbs durchgeführt. Sollten bereits vor dem Krankenhausaufenthalt extern CT-Untersuchungen angefertigt worden sein, sollten die Bilder möglichst in digitaler Form ins Krankenhaus mitgebracht werden.
Zur Sicherung der Diagnose ist in der Regel die Entnahme einer Probe (Biopsie) aus dem verdächtigen Gewebe notwendig. Im Rahmen einer Lungenspiegelung (Bronchoskopie) werden die Atemwege auf sichtbaren Tumorbefall untersucht. Kann das im CT festgestellte verdächtige Gewebe nicht über die Atemwege erreicht werden, kann eine Gewebeprobe mittels Punktion durch die Brustwand oder durch einen operativen Eingriff gewonnen werden. Eventuell ist auch eine Probenentnahme aus Lymphknoten in der Umgebung der Atemwege erforderlich.
Sollte sich der Verdacht auf ein Lungenkarzinom bestätigen, sind weitere Untersuchungen zur Bestimmung des Ausbreitungsstadiums notwendig. Hier kommen CT oder Kernspintomographie (MRT) des Kopfes, CT oder Ultraschalluntersuchung des Bauches, Knochenszintigraphie und PET-CT in Betracht.
Ergänzend wird während des Aufenthaltes mittels Lungenfunktion, Belastungstest und Herzultraschall auf eine eventuelle Beeinträchtigung des Herz-Kreislauf-Systems hin untersucht. Gelegentlich ist eine Lungenszintigraphie zur Untersuchung der Lungendurchblutung notwendig. So können Risiken durch die Behandlung besser abgeschätzt und ein individueller Behandlungsplan erstellt werden.