医生会详细了解患者病史、症状表现。
在病史中问询中，医生会尤其关注吸烟史；在患者描述症状时，如患者有长期的、一般治疗效果不佳的刺激性咳嗽表现，或原有慢性呼吸道疾病近期出现咳嗽性质改变，或反复出现同一部位的肺炎，或原因不明的肺脓肿，或可疑的影像学表现等，医生会优先高度怀疑肺癌，并安排患者做相关检查予以排查。
相关检查主要包括X线、CT、磁共振成像等影像学检查，支气管镜、细胞学检查及其他组织活检等。
小细胞肺癌作为高度恶性的低分化肿瘤，确诊需要细胞及组织病理学证据支持。
需要注意的是，由于患者早期可无明显特异性症状、或疏于定期体检，许多患者在确诊时常已发生了肿瘤的远处转移。
主要根据病理组织学相鉴别。
由于支气管黏膜充血水肿、溃疡、肉芽组织增生和瘢痕形成，可引起支气管狭窄和阻塞，导致远端炎症和肺不张。
常规胸片与肺癌难鉴别，主要通过痰涂片、支气管镜检查来鉴别。
易与中央型小细胞肺癌相混淆。该病多见于儿童、青少年，多数患者有发热等中毒症状，结核菌素试验阳性，抗结核治疗有效，可经痰脱落细胞学及支气管镜检查鉴别。
可行支气管镜及胸部CT检查。支气管镜检查可显示肿瘤及病变部位，良性肿瘤瘤周黏膜正常、表面光滑，活检病理亦有助于鉴别。
可通过影像学检查或病理学检查鉴别。
常表现为对称性、双侧肺门、纵隔淋巴结增大，有明显发热等全身症状，活检有助于鉴别。
起病急、中毒症状重，常有寒战、高热、咳嗽、咳大量脓臭痰等症状。支气管镜和痰脱落细胞学检查有助于鉴别。
与肺癌胸膜转移不易鉴别，必要时行胸腔镜或胸膜活检病理检查鉴别。
以青壮年发病居多，多数伴有结核中毒症状，胸腔积液腺苷脱氨酶、溶菌酶升高有利于结核诊断，必要时行胸膜活检鉴别。
