肺癌應與下列疾病相鑑別。
1.肺結核和結核性胸膜炎 肺結核患者常常有痰中帶血，胸片中出現陰影。但是，尤其是活動性肺結核患者，有明顯的結核臨牀症狀，如低熱、乏力、盜汗、消瘦。x線胸片和胸部CT和（或）MRl的表現明顯不同於肺癌。在肺結核患者的結核菌素皮膚試驗呈陽性反應，痰液檢查中一般能找到抗酸桿菌。PET（FDG）檢查時，肺癌的PET檢查一般呈陽性表現。經皮穿刺活檢有助於鑑別診斷。
2.肺部炎性病竈急性肺炎患者，影像學檢查可發現異常，如點、片狀陰影，肺段或肺葉的實變或不張，但一般無明確的腫塊。臨牀表現爲高熱，白細胞總數明顯上升，特別是中性粒細胞比例升高，這些都能和肺癌相鑑別。若一肺段或肺葉阻塞性肺炎反覆發作，進行纖支鏡檢查可以排除支氣管腔內腫瘤的存在。
3.胸膜腫瘤 最常見的是胸膜間皮瘤。臨牀症狀和體徵中首發胸痛和胸腔積液，但無痰中帶血。影像學檢查，胸膜腫瘤的陰影中心不在肺內，且發現多個胸膜結節或腫塊存在。經胸壁穿刺活檢可鑑別診斷。
4.縱隔腫瘤易於和縱隔型肺癌相混淆。縱隔腫瘤患者較常見的症狀爲胸悶或胸痛，可伴刺激性咳嗽，但不會出現痰中帶血等。影像學檢查有助於區別縱隔腫瘤和肺癌。經胸壁腫塊穿刺活檢或縱隔鏡檢查有助於確診。
5.結節病是一種病因未十分明確的肉芽腫性疾病。它常累及多個器官，如肺、淋巴結、皮膚、肝、脾、眼等。最常見的影像學表現爲兩側對稱性肺門及縱隔淋巴結腫大，有時肺野內也可見3mm大小的結節。試驗性腎上腺皮質激素治療可明確診斷。
6.轉移性肺腫瘤肺的轉移性腫瘤也是肺部常見的腫瘤之一。特點：①有原發腫瘤的病史;②表現爲刺激性咳嗽，多數患者無痰中帶血;③多發病竈佔大多數;④影像學檢查顯示肺部病竈多爲球形，常不帶毛刺。
