Akciğer kanserinin küçükken ve yayılmadan önce, erken bir evrede tespit edilmesi, başarılı bir şekilde tedavi edilme olasılığını arttırır.  Ancak genellikle akciğer kanseri belirtileri, hastalık ileri bir evreye gelene kadar ortaya çıkmaz. Akciğer kanseri bazı belirtiler gösterse bile, enfeksiyon ya da sigaradan kaynaklanan etkiler olarak düşünüldüğü için atlanır ve tanı gecikir.

Akciğer kanserinin ileri evrelere gelmeden erken teşhis edilmesi için şimdiye kadar düz akciğer filmleri (röntgenogram), balgamda tümör hücrelerinin aranması (sitoloji) ve yüksek riskli insanlarda bronkoskopi denilen ucu ışıklı bir boruyla solunum yollarının incelenmesi gibi yöntemlerin kullanıldığı birçok çalışma yapılmıştır. Bunların hiçbiriyle akciğer kanserine bağlı ölümlerin azaltılamadığı görülmüştür. Son yıllarda yapılan düşük doz spiral tomografi çalışmalarında, yüksek riskli kişilerde (55-74 yaş arası, günde 2 paket ve üzeri sigara içenler) kanserin erken saptamasına katkısı olabileceği gösterilmiştir.