肿瘤分期的目的是通过检查明确肿瘤的范围，提供预后的情况并指导治疗方案的确定。肿瘤分期可分为基于临床检查为基础的临床分期（Clinical Staging）和根据手术标本的组织和病理学检查为基础的病理分期（Pathologic Staging）两种。
目前国内外公认的肺癌分期标准是2003年修改的国际抗癌联盟（UICC）和美国肿瘤联合会（AJCC）联合制定的TNM分期法。肺癌的临床分期检查至少要包括：常规体格检查、常规实验室检查、胸部CT和/或MRI、头颅CT和/或MRI、腹腔B超和/或CT、全身同位素骨骼扫描。PET和PET-CT结果也可作为肺癌临床分期的依据。内镜检查（包括纤维支气管镜、食管镜、纵隔镜和电子胸腔镜等）的结果一般作为病理分期的基础而不用于临床分期。
2003版美国肿瘤联合会（AJCC）非小细胞肺癌的分期法：
原发肿瘤（T）分期
Tx 原发肿瘤大小无法测量；或痰脱落细胞、或支气管冲洗液中找到癌细胞，但影像学检查和支气管镜检查未发现原发肿瘤
T0 没有原发肿瘤的证据
Tis 原位癌
T1 原发肿瘤最大径≤3cm，局限于肺和脏层胸膜内，未累及主支气管；或局限于气管壁的肿瘤，不论大小，不论是否累及主支气管，一律分为T1
T2 肿瘤有以下任何情况者：最大直径＞3cm；累及主支气管，但肿瘤距离隆突≥2cm；累及脏层胸膜；产生肺段或肺叶不张或阻塞性肺炎
T3 任何大小肿瘤有以下情况之一者：累及胸壁或横膈或纵隔胸膜，或支气管（距隆突＜2cm，但未及隆突），或心包；产生全肺不张或阻塞性肺炎
T4 任何大小的肿瘤，侵及以下之一者：心脏，大气管，食管，气管，纵隔，隆突，或椎体。胸腔积液或心包积液中发现癌细胞
淋巴结转移（N）分期
Nx 淋巴结转移情况无法判断。
N0 无区域淋巴结转移。
N1 同侧支气管或肺门淋巴结转移。
N2 同侧纵隔和/隆突下淋巴结转移。
N3 对侧纵隔和/或对侧肺门，和/或同侧或对侧前斜角肌或锁骨上区淋巴结转移。
远处转移（M）分期
Mx 无法评价有无远处转移。
M0 无远处转移。
M1 有远处转移，包括不同肺叶散播和除前斜角肌窝、锁骨上区淋巴结转移以外的其他部位的淋巴结转移。
TNM分期
隐匿期 TxN0M0
0期 TisN0M0
Ia期 T1N0M0
Ib期 T2N0M0
IIa期 T1N1M0
IIb期 T2N1M0，T3N0M0
IIIa期 T1-3N0M0，T3N1-2M0
IIIb期 T1-4N3M0，T4N0-3M0
IV 期 T1-4N0-3M1
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