폐암의 주요 증상은 기침, 피 섞인 가래(혈담), 호흡곤란, 흉통 등이 있다. 그러나 실제 폐암의 약 5〜15%는 아무런 증상도 없이 신체검사에서 흉부 단순 X-ray 촬영의 이상으로 진단한다고 알려져 있다. 폐암의 초기에는 거의 증상이 없을 수 있으며, 중요한 점은 폐암의 증상이 감기를 비롯한 대부분의 호흡기 질환 증상과 비슷할 수 있다는 것이다.

많게는 폐암 환자의 75%가 잦은 기침을 호소하기도 하지만 흡연자의 경우 기침이 담배 때문이라 생각하고 쉽게 지나칠 수 있다. 따라서 기침, 가래가 지속되면 전문의의 진찰을 받는 것이 좋다. 피 섞인 가래(혈담)는 폐암 말기에 많은 양이 나올 수 있는 증상이지만 초기에는 양이 적으며 나오다 말다 할 수 있으므로, 적은 양도 결코 무시하지 말고 전문의의 진찰을 받을 필요가 있다.

앞서 언급한 것처럼 폐암은 초기 증상이 다른 질병과 혼동될 수 있고, 증상이 없는 경우도 있어 검진을 통해 빨리 발견하는 것이 중요하다. 흉부 단순 X-ray 촬영은 혹으로 표현되는 폐암을 확인하는 가장 기초적이며 간편한 검사법이다. 하지만 흉부 단순 X-ray 촬영은 일반적으로 5mm 이상의 크기가 증가된 혹이어야 발견할 수 있어 진행된 병기가 되어서야 혹을 발견하는 경우도 있고, 때론 심장 뒤쪽이나 심장 주변 대혈관 주변부, 뼈와 겹치는 부위 등 놓칠 수 있는 부위도 발생할 수 있다. 따라서 종양의 위치와 진행 정도를 정확하게 판단하기 위해 최근에 전산화단층촬영(CT)을 폐암 검진으로 도입하고 있다.