X线诊断是肺癌诊断最常用的方法，其阳性检出率可达90%以上。肺癌早期和晚期在X线下的表现是不同的。
肺癌早期的X片更清晰地观察肿物外形、密度、部位、肺门及纵膈淋巴结肿大情况外，还可以了解较大支气管(肺段以上)的阻断、狭窄、外压和管内肿物等情况。其主要表现有：
呼气相时出现局限性肺气肿；
孤立性球形阴影或不规则小片浸润；
深呼吸时出现纵膈摆动；
如肺癌进展堵塞段或叶支气管，则堵塞部远端的气体逐渐吸收出现节段不张，这种不张部如并发感染则形成肺炎或肺脓肿。
肺癌早期的X片可见：
肺野或肺门巨大肿物结节，分叶状，密度一般均匀，边缘有毛刺，有时中心液化，出现厚壁、偏心、内壁凹凸不平的空洞。当肿物堵塞叶或总支气管出现肺叶或全肺不张，胸膜受累时可见大量胸液，胸壁受侵进可见肋骨破坏。
肺泡细胞癌也称细支气管肺泡癌，较少见，且较多见于女性。孤立型常呈小片浸润，缓慢增长仍易误诊为结核。
