Jenis patologis kanker paru-paru bronkial yang berbeda memiliki metode pengobatan yang sangat berbeda, dan mengklarifikasi jenis patologis dapat banyak membantu dalam pengobatan kanker paru-paru bronkial. Metode yang biasa digunakan untuk mengidentifikasi jenis patologis adalah biopsi reseksi pasca-bedah, biopsi tusukan dan biopsi bronkoskopi. Bagi sebagian pasien yang telah kehilangan kesempatan operasi, biopsi tusukan sangat penting untuk mengklarifikasi patologi. Kanker paru-paru bronkial terutama dibagi menjadi kanker paru-paru sel kecil dan kanker paru-paru non-sel kecil, yang pada gilirannya memiliki banyak jenis patologis: karsinoma sel skuamosa, adenokarsinoma, karsinoma adenoskuamosa, karsinoma sel besar dan karsinoma sarkomatoid. Jenis patologis kanker bronkopulmoner yang berbeda memiliki pilihan pengobatan yang sangat berbeda, misalnya, kanker paru-paru sel kecil sensitif terhadap radioterapi dan radioterapi lebih disukai. Sebaliknya, pembedahan lebih disukai untuk kanker paru-paru non-sel kecil pada stadium awal. Oleh karena itu, penting untuk mengklarifikasi jenis patologis kanker paru-paru bronkial untuk pengobatannya. Untuk beberapa pasien dengan kanker paru perifer stadium lanjut, yang tidak dapat dioperasi tetapi memiliki tumor yang dekat dengan dinding dada, tusukan untuk spesimen biopsi patologis dapat menjadi pilihan. Pemeriksaan patologis kemudian dapat dilakukan untuk memandu langkah pengobatan berikutnya.