病変部の組織や細胞を採取するために行う方法（生検）には、気管支鏡検査、経皮的針生検、胸腔鏡検査などがあります。気管支鏡検査は口や鼻から入れることができる内視鏡を用いることで、体表に傷をつけずに行うことができる検査です。経皮的針生検では体長から針を刺し、胸腔鏡検査では外科手術を伴います。そのため組織の採取には負担の少ない検査から順に実施を検討しますが、病変がある場所によっては負担の大きい検査が選択されることもあります。

検査後、すぐに診断が確定するわけではありません。生検を行ってから病理診断の結果が出るまでには、数日から2週間ほど時間がかかります。
生検でがん細胞が確認されたら、「肺がん」の診断が確定します。肺がんは、生検の結果から小細胞肺がんの「小細胞がん」と非小細胞肺がんの「腺がん」「扁平上皮がん」「大細胞がん」の4つの組織型に分けられ、それぞれの組織型に基づいて治療方針を決めていきます。