Kanker paru pada awalnya dapat dicurigai pada kelompok berisiko tinggi dengan riwayat merokok jangka panjang, karsinogen pekerjaan, paparan radiasi pengion dan riwayat tumor dalam keluarga, dengan gejala dan tanda khas seperti batuk tersedak yang menjengkelkan, darah dalam dahak atau hemoptisis, mengi, sesak di dada dan pemborosan yang tidak dapat dijelaskan. Diagnosis kemudian dapat dikonfirmasi dengan menemukan sel kanker melalui pemeriksaan patologis seperti pencitraan dada, sitologi pengelupasan dahak dan sitologi efusi pleura.