對於肺癌患者而言，疾病診斷最終要依靠支氣管鏡或者手術切除以後，獲取的標本進行病理檢測來判斷。病理診斷是診斷腫瘤的“金標準”，其它檢查都只是有助於醫生髮現、判斷病情，或在治療過程中跟蹤治療效果。也就是說，其他任何檢查，如CT、MRI等，即使在影像上發現有腫塊、病竈，都不能最終判斷病變的性質、類型，確診還要依靠病理診斷。這是腫瘤治療過程中，最關鍵的依據。
一般來說，病理診斷中的大標本是指手術切除後獲取的標本，小標本則是指通過支氣管鏡、胸腔鏡或穿刺獲取的活檢標本。此外，在人體的體表進行活檢取材獲取的標本也稱爲小標本。
一個完整的病理診斷包括四個方面的信息：
第一，病人的基本信息，如姓名、性別、年齡以及病理號。其中，病理號是每個病人在檢查的醫院裏擁有的唯一號碼，十分重要。此外，每家醫院根據情況不同，基本信息中還有病人的病案號或者ID號等;
第二，報告的內容，即送檢標本來源的方式和部位。也就是說，需要標明標本來源於哪個器官，通過哪種方式獲取的，如穿刺、腔鏡或者手術切除等;
第三，病理報告的內容。病理報告內容是整個病理診斷中最重要的部分，包含通過檢測後發現的病變類型、性質。手術切除獲取的標本還包含腫瘤侵犯的範圍、淋巴結是否發生轉移以及有無脈管瘤栓等。此外，如果腫瘤病變不典型，在病理報告內容中還需增添鑑別診斷的內容，而腫瘤的鑑別診斷常常運用免疫組化的方法來實現;
第四，分子分型。對於肺癌來說，分子分型也是病理診斷報告中很重要的一部分。但分子分型報告的具體內容，有可能是後續單獨發報告，也有可能就在病理報告中附上，形成第四部分。
