Prognosis pasien kanker paru-paru (termasuk NSCLC dan SCLC) ditentukan oleh kombinasi karakteristik klinikopatologis pasien, dan menurut penelitian yang ada, stadium klinikopatologis tumor, kesehatan fisik pasien, usia dan jenis kelamin merupakan faktor prognostik yang penting. Selain itu, indikator biokimia tertentu (jumlah sel darah putih, jumlah kalsium darah, dan tingkat penanda tumor darah (misalnya CEA) juga telah terbukti secara signifikan terkait dengan prognosis pasien kanker paru. Saat ini, stadium klinikopatologis, atau stadium TNM, tetap menjadi prediktor utama dan paling konsisten dari waktu kelangsungan hidup untuk pasien kanker paru-paru. Prognosis pasien kanker paru sebagian besar tergantung pada stadium TNM tumor pada saat penyakit terdeteksi. Prognosis pasien dengan stadium klinis yang berbeda sangat bervariasi. Menurut hasil meta-analisis dari 94.703 pasien dengan NSCLC yang dilaporkan dalam manual stadium tumor AJCC edisi ke-8 tahun 2017, untuk NSCLC, tingkat kelangsungan hidup 5 tahun untuk pasien stadium IA adalah sekitar 80, dengan tingkat kelangsungan hidup 5 tahun untuk pasien stadium IA1, IA2, dan IA3 masing-masing adalah 92, 83, dan 77; untuk pasien stadium IB, tingkat kelangsungan hidup 5 tahun adalah 68; dan untuk pasien stadium II, tingkat kelangsungan hidup 5 tahun adalah sekitar 55. Untuk pasien stadium III, tingkat kelangsungan hidup 5 tahun turun menjadi sekitar 20; untuk pasien stadium IV, tingkat kelangsungan hidup 5 tahun kurang dari 5, dan kelangsungan hidup median hanya 7 bulan. Prognosis pasien kanker paru-paru dengan stadium TNM di Tiongkok mirip dengan AJCC, dan analisis komprehensif dari beberapa statistik skala besar dari tahun 2000 hingga 2012 menunjukkan bahwa tingkat kelangsungan hidup 5 tahun pasien NSCLC di Tiongkok adalah sekitar 75 untuk stadium I, 55 untuk stadium II, 20 untuk stadium III dan 5 untuk stadium IV. Untuk pasien SCLC di Cina, angka-angka di atas masing-masing adalah 45, 25, 8 dan 3.