Une bronchoscopie (exploration visuelle des bronches) est pratiquée pour poser le diagnostic avec certitude en cas de suspicion de cancer pulmonaire. Un tuyau fin avec une petite caméra à son extrémité (bronchoscope) est introduit par la bouche ou le nez jusqu’aux voies respiratoires du patient. Les voies respiratoires (bronches) peuvent ainsi être visualisées puis examinées précisément sur un écran, jusqu’à la périphérie. Parallèlement, de petites biopsies des sites suspects et des prélèvements de sécrétions sont effectués pour rechercher des cellules cancéreuses.

Des cellules cancéreuses peuvent aussi parfois être observées dans les expectorations (crachat) et venir ainsi corroborer la suspicion de cancer du poumon. L’examen de l’expectoration s’applique particulièrement aux personnes ayant une toux du fumeur et dont la couleur ou la nature de l’expectoration s’est modifiée.