腫瘤可直接侵犯食道，引起阻塞，有時并發瘺管。膈神經受侵犯可引起膈肌麻痹。侵犯心臟出現心律失常，心臟增大和心包積液。上腔靜脈阻塞和左側喉返神經麻痹（引起聲音嘶啞）則是由于腫瘤直接壓迫或鄰近淋巴結壓迫所致。
在上腔靜脈綜合征中，靜脈回流受阻引起上胸部和頸部側支靜脈擴張；面部，頸部和軀干上部（包括乳房）水腫，充血；眼結膜紅，腫；仰臥位氣喘；及中樞神經系統癥狀（如頭痛，視覺障礙和意識紊亂）。上腔靜脈綜合征有顯著的臨床表現，雖需密切注意，但不是急癥。對原因不明的縱隔腫塊，最重要的是要作出組織學診斷。
原發及繼發癌的肺內擴散可發生淋巴管癌，引起亞急性肺心病，低氧血癥加重和嚴重呼吸困難。肺內繼發性血源性淋巴結轉移常見，但繼發性支氣管侵犯很少見。血行轉移至肝臟，腦，腎上腺和骨骼多見，可早期發生，在明顯的肺部癥狀出現之前即可產生癥狀。
肺癌的副癌綜合征表現很多，是腫瘤的肺外的遠處效果。它們引起與原發性腫瘤或轉移無關的代謝性和神經肌肉性紊亂，可能為癌腫發生或復發的首發癥狀。它們并不表明腫瘤已擴散在胸外。肥大性骨關節病（人所共知）是出現于手指和腳趾的杵狀變形及長骨遠端骨膜隆起。神經系統各部分均可受侵犯---主要為腦病，亞急性小腦變性，腦脊髓炎，Eaton-Lambert綜合征和周圍神經病變。可發生多發性肌炎和皮肌炎或由于產生具有激素作用的物質而出現代謝綜合征。小細胞癌可分泌異位性ACTH，導致庫欣綜合征；或分泌ADH，導致水潴留和低鈉血癥，也可引起類癌綜合征（面紅，喘鳴，腹瀉及心臟瓣膜損害）。鱗狀上皮細胞瘤可分泌甲狀旁腺激素樣物質而產生高鈣血癥。其他與原發性肺癌有關的內分泌綜合征包括男子乳房增大，高血糖，甲狀腺毒癥和皮膚色素沉著。亦可出現血液系統疾病，包括血小板減少性紫癜，白血病樣反應，骨髓癆性貧血，紅細胞增多及衰弱性血栓形成。