肺癌的病理学检查是诊断的金标准，一般是进行肺癌穿刺活检。肺癌穿刺活检有胸膜活检术和CT引导下经皮肺穿刺等。
行胸膜活检术，在给予患者局部麻醉后，将一支经特殊专业设计的胸膜活检器械穿刺插入胸膜腔，勾取壁层胸膜组织，送病理学切片检查。
CT引导下经皮肺穿刺检查又称肺穿刺，方法是以CT来准确定位病灶及体表穿刺点和穿刺方向，将专用穿刺枪经引导经胸壁直接刺入病灶，获取病变部位的组织，做病理学切片检查。
另外，支气管镜检查也是诊断肺癌的重要方法，通过支气管镜可直接观察支气管内膜及管腔的情况，可采取局部组织做病理学检查，或吸取支气管分泌物作细胞学检查，可明确癌症组织学类型。手术切除后的标本需要做病理学检查。
