早期肺癌病例X線檢查雖尚未能顯現腫塊，但可能看到由於支氣管阻塞引起的局部肺氣腫、肺不張或病竈鄰近部位的浸潤性病變或肺部炎變。
中央型肺癌常顯示肺葉或一側全肺不張，靠近肺門區邊緣不整齊或分葉狀腫塊和縱隔淋巴結腫大影像。癌腫病竈中心部分壞死形成空洞者則顯示腫塊內有偏心性透亮區，空洞壁厚，內壁凹凸不平，較少呈現液平面。
周圍型肺癌最常見的X線表現爲肺野邊緣部位孤立性圓形成橢圓形塊影，直徑從1～2cm～5～6cm或更大。塊影直徑小於3cm的周圍型肺癌俗稱小肺癌，其早期主要表現爲肺內孤立的結節狀或球形結節。
輪廓不規則，常呈現小的分葉或切跡，邊緣模糊、毛糙，常發出細短的毛刺影。病變進展後腫塊周圍尚可出現肺不張、肺炎、胸膜腔積液等徵象。高電壓攝片有助於判明病變性質。
靠近肺門區的癌腫大多爲鱗狀上皮細胞癌和未分化小細胞癌，前者常伴有阻塞性肺炎、肺不張或肺實變，以及肺門或/和縱隔淋巴結腫大。大多數腺癌和大細胞癌以及一部分鱗狀上皮細胞癌和小細胞癌位於肺野邊緣部位，肺尖部癌腫大多爲鱗狀上皮癌。腫塊直徑大於4cm者常爲鱗狀上皮細胞癌，且較常形成癌性空洞。
細支氣管肺泡癌的X線表現大多爲周圍型孤立性結節狀病竈，範圍較爲廣泛的結節狀浸潤，類似支氣管或大葉性肺炎，有時呈現空洞。
X線透視觀察膈肌運動情況，有助於判斷膈神經是否被癌腫侵犯。標準斷層攝片可顯示中央型肺癌支氣管阻塞情況，區別腫瘤與炎變的影像，清楚地顯示肺癌塊影和分葉狀形態，肺門和縱隔淋巴結腫大情況，以及顯示塊影內有無鈣化病變。
食管X線檢查有助於瞭解縱隔和食管被肺癌侵犯的情況。肺血管造影術可判明癌腫是否侵犯左、右肺動脈近段和左、右心房，有助於判定中央型肺癌切除的可能性，但目前已較少應用。
