典型的肺癌容易識別，但在有些病例，肺癌易與以下疾病混淆：
1.肺結核
肺結核尤其是肺結核瘤（球）應與周圍型肺癌相鑒別。肺結核瘤（球）較多見于青年患者，病程較長，少見痰帶血，痰中發現結核菌。影像學上多呈圓形，見于上葉尖或后段，體積較小，不超過5cm直徑，邊界光滑，密度不勻可見鈣化。結核瘤（球）的周圍常有散在的結核病灶稱為衛星灶。周圍型肺癌多見于40歲以上患者，痰帶血較多見，痰中癌細胞陽性者達40%～50%。X線胸片腫瘤常呈分葉狀，邊緣不整齊，有小毛刺影及胸膜皺縮，生長較快。在一些慢性肺結核病例，可在肺結核基礎上發生肺癌，必須進一步做痰液細胞學和支氣管鏡檢查，必要時施行剖胸探查術。
2.肺部感染
肺部感染有時難與肺癌阻塞支氣管引起的阻塞性肺炎相鑒別。但如肺炎多次發作在同一部位，則應提高警惕，應高度懷疑有腫瘤堵塞所致，應取患者痰液做細胞學檢查和進行纖維光導文氣管統檢查，在有些病例，肺部炎癥部分吸收，剩余炎癥被纖維組織包裹形成結節或炎性假瘤時，很難與周圍型肺癌鑒別，對可疑病例應施行剖胸探查術。
3.肺部良性腫瘤
肺部良性腫瘤：如結構瘤、軟骨瘤、纖維瘤等都較少見，但都須與周圍型肺癌相鑒別，良性腫瘤病程較長，臨床上大多無癥狀，X線攝片上常呈圓形塊影，邊緣整齊，沒有毛刺，也不呈分葉狀。支氣管腺瘤是一種低度惡性的腫瘤，常發生在年輕婦女，因此臨床上常有肺部感染和咯血等癥狀，經纖維支氣管鏡檢查常能作出診斷。
4.縱隔惡性淋巴瘤（淋巴肉瘤及霍奇金病）
臨床上常有咳嗽、發熱等癥狀，影像學顯示縱隔影增寬，且呈分葉狀，有時難以與中央型肺癌相鑒別。如果有鎖骨上或腋窩下淋巴結腫大，應作活檢明確診斷。淋巴肉瘤對放射治療特別敏感，對可疑病例可試用小劑量放射治療，可使腫塊明顯縮小。這種試驗性治療有助于淋巴肉瘤診斷。