Ung thư phổi được sắp xếp thành loại tế bào nhỏ và tế bào không nhỏ. Loại tế bào không nhỏ thì được phân loại thành carcinom tuyến, phế quản phổi, tế bào gai và tế bào lớn. Xấp xỉ 75-85 % ung thư phổi là tế bào không nhỏ và 15 – 25 % là loại tế bào nhỏ. Ở Mỹ, carcinoma tuyến là loại ung thư tế bào không nhỏ thường gặp nhất. Phần lớn ung thư này tăng trưởng ngoại vi của phổi. Vì ở ngoại vi nên loại này thường không có triệu chứng cho đến khi chúng được phát hiện trên phim X quang ngực. Loại này thường có khuynh hướng di căn đến phần khác của khung hình như xương, hệ thần kinh TW ( não và tuỷ sống ), tuyến thượng thận, gan và phổi đối lập. Thường có sẹo trong carcinoma tuyến. Đôi khi ung thư tăng trưởng trong những vùng sẹo cũ của phổi. Trong những trường hợp khác thì sẹo Open sau khi ung thư tăng trưởng.
Carcinoma phế quản phổi và phế quản là carcinom tế bào không nhỏ được tìm thấy trên khắp đường hô hấp. Khi được phát hiện nếu là một khối đơn độc trên film X quang phổi thì tiên lượng tốt. Tỷ lệ sống còn 5 năm sau phẫu thuật là 75 – 90 %. Tuy nhiên, nếu nó Open dưới dạng lan tỏa thì tiên lượng xấu. Carcinoma tế bào gai chiếm tỉ lệ 30-40 % của loại carcinom tế bào không nhỏ. Loại này có khuynh hướng ở TT của phổi, thường trong khí quản. Vì những ung thư này nằm gần hoặc trong khí đạo nên chúng thường gây triệu chứng sớm. Ho đàm máu là triệu chứng thường nhất. Ung thư hoàn toàn có thể gây tắt khí đạo làm khó thở và viêm phổi.
Carcinoma tế bào lớn chiếm khoảng 10% của loại tế bào không nhỏ. Loại ung thư này thường có ít đặc điểm riêng biệt về cấu trúc khi xem dưới kính hiển vi. Rất khó để phân biệt nó với loại ung thư di căn từ nơi khác đến phổi.
Ung thư tế bào nhỏ của phổi
Đây là loại nặng nhất và tiên lượng xấu nhất của phổi. Loại này thường có xu thế tăng trưởng nhanh và di căn sớm đến những phần khác của khung hình.
Loại này thường thấy là một khối nằm ở trung tâm của phổi trên phim X quang. Tổn thương nguyên phát gieo rắc đến hạch bạch huyết của ngực và vào máu đi đến các phần khác của cơ thể như gan, não, tuỷ sống, thận, tụy, và tuyến thượng thận.
Hiếm khi loại này được điều trị bằng phẫu thuật vì ung thư nguyên phát quá lớn khi phát hiện hoặc đã di căn rồi. Tuy nhiên loại này cung ứng tốt với xạ trị và hoá trị. 
