Para obtener el diágnóstico de certeza en el cáncer de pulmón es indispensable el examen histologíco. La técnica para la obtención de una muestra de tejido tumoral se debe seleccionar teniendo en cuenta la experiencia y la disponibilidad del centro, la precisión diagnóstica, la seguridad y la preferencia del paciente.

 Está indicada la realización de un examen broncoscópico con fibra óptica (fibrobroncoscopía) que permite obtener material para el examen histopatológico e información sobre el tamaño del tumor, la ubicación, su grado de obstrucción bronquial y la recurrencia. Es una prueba que da diagnostico de certeza en el 90% de los casos.

La broncoscopia es la prueba que permite visualizar las vías aéreas inferiores utilizando un broncoscopio, a través del cual se puede introducir instrumental de pequeño tamaño para la toma de muestras de secreciones respiratorias o de tejido bronquial/pulmonar para su examen. Con frecuencia se utiliza para fines diagnósticos, aunque también puede ser aplicada para el tratamiento de la obstrucción de la vía respiratoria, la aspiración de secreciones o como técnica de soporte para la intubación de la vía aérea.

La biopsia bronquial es la técnica más frecuente y útil, para la que se recomienda obtener al menos 3 muestras. En las lesiones de localización periférica, no se podrá siempre establecer el diagnóstico mediante esta técnica, por lo que se deberán realizar otras técnicas invasivas como la punción transtorácica o la mediastinoscopia. Si aún no fuera posible el diagnóstico histológico, debería plantearse la toracotomía cuando existe una sospecha muy alta de malignidad. Muy frecuente en el diagnóstico de los nódulos pulmunare es también el utilizo de PAAF (punción aspiración con aguja fina) guiada por TAC.

Permite obtener una muestra de tejido mediante la punción con una aguja de pequeño calibre conectada a una jeringa y la realización de una aspiración enérgica. Si el tumor es de localización periférica, la rentabilidad puede ser superior a la de la fibrobroncoscopia. Sus principales complicaciones son el neumotórax y la hemorragia pulmonar, que suele ser autolimitada. Tiene una tasa elevada de falsos negativos.