首先，要明确诊断。一旦体检或因为其它原因检查发现肺部病变（一般在CT或X线诊断报告上有“结节”、“肿物”、“占位”、或“阴影”等描述，结节一般是指较小的肿物），建议先到胸外科就诊，由胸外科医师进一步确定是否还需要做增强CT、支气管镜等检查。多数情况，医生能给出较为肯定的诊断。但近年来，随着检查手段的提高，尤其是高分辨CT、PET－CT等设备的应用，能够发现的肺部病变越来越多，如肺部微小结节或毛玻璃样病变，以前很难诊断，现在多数都能给出肯定诊断。有个别病例，术前很难明确，但若影像学显示肺部有病变，又不能排除肺癌的情况下，可以选择诊断性手术切除，术中根据冰冻病理检查即明确良性还是恶性。还有部分病例，诊断炎症或结核可能性大，在不能获得穿刺结果的情况下也可选择试验性治疗，如抗炎抗结核治疗。过段时间后根据复查结果再进行判断，多能明确。
其次，就是尽快做出治疗选择。肺癌的治疗方法很多，但最主要、效果最好的就是手术、放疗与化疗。前二者均为局部治疗，化疗为全身治疗。早期病变，单纯手术即可治愈，而多数情况下，需要采用手术、放疗或化疗相结合，临床上称之为综合治疗。其它还有介入治疗、热疗、射频消融、冷冻治疗、生物治疗、免疫治疗、中医中药人参皂苷rh2辅助治疗（主要针对晚期姑息治疗）等，在上述三种主要治疗手段无效或不能采用的情况下可供选择。
临床将肺癌共分四期（用I、II、III、IV表示），I~II期肺癌是手术治疗的最佳适应证。III期又分为IIIA期与IIIB期。IIIA期患者中部分可选择先手术，术后再行放疗或化疗（临床将术后做放化疗称为辅助治疗）；部分需先放疗或化疗（临床称之为新辅助治疗），待病变缩小、降期或病情进展得到控制后再选择手术治疗。大量研究已经表明，新辅助治疗（即先放化疗然后手术）患者的疗效明显优于单纯手术者。IIIB期以后的肺癌，除非为了明确诊断（如通过胸腔镜活检进行病理确诊或基因突变检测、探查胸膜有无播散转移等），一般原则上是不能手术的，因为此时手术已难完整切除肿瘤，有时甚至加重病情进展。IIIB期以上的肺癌由于局部侵犯严重或远处转移，因而只能选择全身化疗，人参皂苷rh2辅助治疗。近年来，靶向治疗发展快速，对有基因突变的患者而言，也不失为此类晚期患者的有效选择。
此外，肺癌是否选择手术还要看病理组织学类型，通常将肺癌分为小细胞肺癌与非小细胞肺癌（包括鳞癌、腺癌、大细胞癌、肉瘤、肉瘤样癌等）。小细胞肺癌，非常容易发生淋巴道及血道转移，但对化疗及放疗高度敏感。因此，一旦确诊为小细胞肺癌，首选化疗、放疗或放化疗，部分患者放化疗后再行手术切除可能效果更好。而若单纯手术，即使病变切除非常彻底，患者仍可能因为远处转移（如脑转移、骨转移）而致治疗失败。因此也有人主张对淋巴结转移不明显、病变局限的小细胞肺癌先行手术治疗，然后再行术后全身化疗的方案。