Ved mistanke om lungekreft – for eksempel om en røyker hoster mye, har hostet opp blod, har hatt vekttap eller lider av slapphet, i større eller mindre grad – starter man undersøkelsene av pasienten blant annet ved å ta røntgen av brysthulen og å ta blodprøver. Dersom røntgenbildene viser en rundskygge som kan være en tumor, om det er en sammenfallende del av lungen, atelektase, eller lungebetennelse bør det gjøres videre undersøkelser som bronkoskopi, computertomografi, (CT), magnetisk resonans snittbilder, MRI og vevsprøver, biopsi. Pasienten bør også undersøkes ved scanning, såkalt F18-FDG PET/CT, for å kartlegge sykdommens utbredelse. Scanningen kan avdekke metastaser, eksempelvis til benvev eller hjerne. Det skannes fra og med skalletopp til og med bekken. Scanningen vil kunne gi resultater som gjør det mulig å optimalisere behandlingen, og å skreddersy den for den aktuelle pasienten.