X线检查：是诊断肺癌的主要手段。中心型肺癌的X线表现，在早期可以无异常征象。当癌肿阻塞支气管，远端肺组织发生感染，受累的肺段或肺叶出现肺炎征象。支气管管腔被癌肿完全阻塞后，可以产生相应的肺叶或一侧全肺不张。
在断层X线片上可显示突入支气管腔内的肿块阴影、管壁不规则、增厚或管腔狭窄、阻塞。肿瘤侵犯邻近肺组织和转移到肺门纵隔淋巴结时，可见肺门区肿块，或纵隔阴影增宽，轮廓呈波浪形，肿块形态不规则，边缘不整齐，有时呈分叶状。纵隔淋巴结压迫膈神经时，可见膈肌抬高，透视可见膈肌矛盾运动。气管隆凸下肿大的转移淋巴结，可使气管分叉角增大，相邻的食管前壁也可受压。晚期病例还可看到胸膜积液或肋骨破坏。
周围型肺癌最常见的X线表现，为肺野周围孤立性园形或椭园形块影，直径从1～2cm到5～6cm或更大。块影轮廓不规则，常呈现小的分叶或切迹，边缘模糊毛糙，常发出细短的毛刺。少数病例在块影内偶见钙化点。周围肺癌长大阻塞支气管管腔，可出现节段性肺炎或肺不张。癌肿中心部分坏死液化，可见厚壁偏心性空洞，内壁凹凸不平，很少有明显的液平面。
结节型细支气管肺癌的X线表现，为轮廓清楚的孤立球形阴影;弥漫型细支气管肺泡癌X线表现为浸润性病变，轮廓模糊，从小片到一个肺段或整个肺叶，类似肺炎。
电子计算机体层扫描(CT)可显示薄层断面图象避免病变与正常肺组织重迭，密度分辨率高，可发现一般X线检查隐藏区(如肺尖、膈上、脊柱旁、心后、纵隔等处)的早期肺癌，对明确有无纵隔淋巴结转移很有价值，并有助于制定治疗方案。
磁共振(MRI)：又称核磁共振，其优点是容易区别纵隔，肺门血管与肿块及淋巴结，且多面成象，能更好确定肿瘤范围及血管受累情况，对比分辨率好。但对于肺部由于含气高，效果不如CT，且价格昂贵，应用还不广泛。
