Per poter confermare con certezza la diagnosi di sospetto cancro del polmone, di regola si effettua una broncoscopia. Un sottile tubo dotato di una piccola telecamera terminale (broncoscopio) viene introdotto, attraverso la bocca o il naso, nelle vie respiratorie del malato. Si possono così esaminare e valutare con esattezza su uno schermo le vie respiratorie (bronchi) fin nei punti più periferici. Contemporaneamente, nei punti sospetti vengono prelevati dei piccoli campioni di tessuto e di secreto che vengono poi analizzati alla ricerca di cellule cancerogene. 

Anche nel muco espettorato (sputo) è possibile accertare la presenza di cellule tumorali e convalidare il sospetto della presenza di un cancro del polmone. L’analisi dell’espettorato è adatta in particolar modo per le persone affette da tosse del fumatore, nelle quali il colore o la consistenza dell’espettorato è cambiata.