Akciğer kanseri, akciğerlerde sınırlı kalabilir veya lenf bezleri, kemikler ve beyin gibi vücudun farklı bölgelerine yayılım (metastaz) gösterebilir. Bu nedenle, akciğer kanserinin kesin tanısı ve alt tipinin belirlenmesi için akciğerden doku örneği alınması esastır. Biyopsi yoluyla alınan doku örnekleri, mikroskop altında detaylıca incelenir. Akciğerdeki şüpheli lezyonlardan biyopsi alınmasının tümörün yayılmasına veya hastalığın kötüleşmesine neden olmadığı bilimsel olarak kanıtlanmıştır.

Bu doku örneklerini almak için başlıca kullanılan yöntemler şunlardır:

* Bronkoskopi: Ağızdan veya burundan soluk borusu ve bronşlara ilerletilen ince, ışıklı bir tüp yardımıyla hava yolları incelenir ve buradan küçük doku örnekleri (biyopsiler) alınır.
* İğne Biyopsisi (Transtorasik İğne Aspirasyonu): Akciğerdeki şüpheli kitleye yönelik olarak göğüs duvarından özel bir iğne ile girilerek kanserli olduğu düşünülen dokudan örnek alınır. Bu örnekler patolojik inceleme için kullanılır.
* Torasentez: Akciğerleri çevreleyen zar boşluğunda biriken sıvıdan (plevral efüzyon) iğne yardımıyla örnek alınması işlemidir. Bu sıvıdaki kanser hücreleri mikroskop altında incelenir.
* Torakotomi (Açık Biyopsi): Diğer biyopsi yöntemleriyle tanı konulamadığı veya uygun olmadığı durumlarda uygulanan cerrahi bir yöntemdir. Göğüs kafesi açılarak akciğer dokusundan daha büyük bir örnek alınır.
* Balgam Sitolojisi: Hastanın derin öksürükle çıkardığı balgam örneğinin mikroskop altında incelenerek kanser hücrelerinin varlığının araştırılmasıdır.

Akciğer kanseri tanısı konulduktan sonra, hastalığın evresini ve yayılım durumunu belirlemek amacıyla alınan örnekler üzerinde ek moleküler ve genetik testler yapılır. Bu kapsamlı değerlendirmeler sonucunda, kanserin evresine ve genetik özelliklerine uygun, kişiye özel en etkili tedavi planı oluşturulur.