X線診斷是肺癌診斷最常用的方法，其陽性檢出率可達90%以上。肺癌早期和晚期在X線下的表現是不同的。
肺癌早期的X片更清晰地觀察腫物外形、密度、部位、肺門及縱膈淋巴結腫大情況外，還可以瞭解較大支氣管(肺段以上)的阻斷、狹窄、外壓和管內腫物等情況。其主要表現有：
呼氣相時出現侷限性肺氣腫；
孤立性球形陰影或不規則小片浸潤；
深呼吸時出現縱膈擺動；
如肺癌進展堵塞段或葉支氣管，則堵塞部遠端的氣體逐漸吸收出現節段不張，這種不張部如併發感染則形成肺炎或肺膿腫。
肺癌早期的X片可見：
肺野或肺門巨大腫物結節，分葉狀，密度一般均勻，邊緣有毛刺，有時中心液化，出現厚壁、偏心、內壁凹凸不平的空洞。當腫物堵塞葉或總支氣管出現肺葉或全肺不張，胸膜受累時可見大量胸液，胸壁受侵進可見肋骨破壞。
肺泡細胞癌也稱細支氣管肺泡癌，較少見，且較多見於女性。孤立型常呈小片浸潤，緩慢增長仍易誤診爲結核。
