Por lo general, los síntomas de cáncer de pulmón no aparecen sino hasta que la enfermedad ya se encuentra en una etapa avanzada, cuando es muy difícil curarla. Aun cuando los síntomas de cáncer de pulmón aparecen, pueden ser confundidos con otros problemas, tal como una infección o efectos a largo plazo causados por el hábito de fumar. Esto puede retrasar el diagnóstico.
Algunos cánceres de pulmón se diagnostican en etapas tempranas, ya que se detectan accidentalmente como resultado de las pruebas realizadas para estudiar otras afecciones médicas. Por ejemplo, un cáncer de pulmón se puede encontrar en estudios por imágenes (por ejemplo radiografías de tórax o tomografía computarizada torácica), broncoscopia (visualización del interior de las vías respiratorias a través de un tubo flexible iluminado), o citología del esputo (examen microscópico de las células contenidas en la flema que se expulsa con la tos) realizadas por otras razones en pacientes con enfermedad cardiaca, neumonía u otras afecciones del pulmón. Una pequeña porción de estos pacientes responde bien al tratamiento y puede que se curen del cáncer de pulmón.
La detección temprana consiste en el uso de pruebas o exámenes para encontrar una enfermedad en personas que no presentan síntomas de tal enfermedad. Por muchos años, los médicos estuvieron buscando una prueba que pudiera detectar el cáncer de pulmón en etapa inicial y así ayudar a las personas a vivir por más tiempo. Sin embargo, no fue sino hasta hace unos años que una prueba de detección precoz del cáncer de pulmón demostró que podía ayudar a reducir el riesgo de morir a causa de esa enfermedad. Aun así, el cáncer de pulmón microcítico tiende a propagarse muy tempranamente, y por lo tanto la mayoría de los cánceres de pulmón que se encuentran temprano son del tipo de célula no microcítico.