原發性支氣管肺癌的診斷依據包括：症狀、體征、x線表現以及痰癌細胞檢查(痰檢)。 診斷工作中， 應根據不同情況採取不同步驟。
X線陰性， 痰檢陰性
1、凡無症狀但具有三大高危因素(男性、年齡≥45歲和吸煙>400支/年)者應半年進行70～100mm螢光縮影x線攝片或胸部透視和痰液細胞檢查。
2、凡有咯血或/和幹性嗆咳， 伴有三大高危因素者應反復進行痰細胞學檢查， 同時給以規則抗炎治療;可以考慮作纖維支氣管鏡檢查(纖支鏡檢)和電視透視。 如反復痰檢或鏡檢仍陰性， 應每兩個月複查一次， 堅持一年。
X線陰性、痰檢陽性
1、排除上呼吸道和食管癌腫
2、進行纖支鏡檢， 爭取窺及亞亞段， 遇可疑的局部粘膜增厚、粗糙或有血跡， 須在該處作刷檢、沖洗或穿刺支氣管壁粘膜尋找癌細胞。 如發現局部有高低不平或粗糙明顯， 應考慮作咬取活檢。
3、進行電視透視， 變動體位元， 重點注意隱蔽部位小結節灶。
4、如經以上檢查均未能發現病灶， 仍應每兩個月複查痰液、電透和纖支鏡檢。 也可作CT檢查， 在可疑處作細分層。 定期複查持續不少於一年。
X線陽性、痰檢陰性
1、有段、葉性肺炎或阻塞性肺炎， 懷疑為中央型肺癌者應作纖支鏡檢， 包括經纖支鏡活檢(TBB)， 或選擇性支氣管造影;並反復加強痰檢。
2、腫塊或結節病變應作局部斷層片。 有條件者可作經纖支鏡肺活檢(TBLB)， 或經皮肺活檢，
3、連續痰檢至少十二次以上。
4、反復痰檢仍為陰性， 而x線高度懷疑肺癌時， 應作剖胸探查與冷凍切片活檢。
X線陽性， 痰檢陽性
1、積極作手術前準備。
2、疑有區域淋巴結腫大時， 可攝正側位傾斜分層片。 必要時可作CT。 對局限期小細胞肺癌在大醫院則應常規採用CT和正側傾斜分層片、肝臟B超、骨同位素掃描和骨髓穿刺成活檢塗片檢查， 以利制訂治療方案。
