肺癌的组织学分类较为繁多，临床上通常分为：

1.鳞状细胞癌（鳞癌）：在肺癌中最为常见，约占50%，患者年龄多在50岁以上，男性多于女性。大多起源于较大的支气管鳞状上皮、近肺门多为中心型。虽然鳞癌的分化程度不一，但在常见的各型肺癌中此型生长速度较缓慢，病程较长；通常首先经淋巴管局部转移较多见，血行远处转移发生较晚。对放疗及化疗均较敏感，因此其五年生存率相对较高。

病变多在肺门大支气管，病变沿支气管浸润，增殖，可引起支气管管腔变窄、甚至堵塞发生阻塞性肺炎或肺不张。切面可见癌组织呈灰白色或灰黄色粗细不一的颗粒状。由于瘤体生长增大，其中心血供差呈乏氧细胞，约10～15%的鳞癌中心有坏死，可形成癌性空洞。

根据癌组织结构及癌细胞异形程度的不同，可将鳞癌分为高、中、低分化三型，亦有按鳞癌是否角化分为角化型及非角化型，前者分化高，后者分化低。

2.腺癌：发病年龄较小，女性多见。多数腺癌起源于较小的支气管上皮，少数则起源于大支气管。约75%的腺癌为周围型。早期一般没有明显临床症状，往往在胸部X线检查时发现，表现为园形或类园形分叶状肿块影。一般生长速度较慢，但往往在早期即发生血行转移，而淋巴转移则较晚发生。

病变多居肺的周边，常伴有局限性或弥漫性瘢痕形成。脏层胸膜有凹陷，皱缩，有时可侵及壁层胸膜发生癌性浸润粘连，分化高者瘤体可以很大，切面呈灰白色、炭沫沉着甚少，病灶与周围常无清楚界限。

癌细胞排列成腺体，常有腺腔形成。可分成腺管性腺癌：癌组织中腺管样结构占优势；乳头状腺癌；癌细胞主要呈乳头状向腺腔内突出。

细支气管肺泡癌，是腺癌的一种类型，癌肿起于细支气管粘膜或肺泡上皮，故又称肺泡细胞癌。发病率低，女性多见，常位于肺野周围部分。一般分化程度较高，生长较慢，癌细胞沿细支气管、肺泡管和肺泡壁生长而不侵犯肺泡间隔。但可侵犯胸膜或经支气管播散到其他肺叶。淋巴和血行转移发生较晚。X线形态上可分为结节型和弥漫型两类，前者可以是单个或多个结节，后者类似支气管肺炎。镜下呈高柱状或立方形，泡浆淡染，含有粘液，胞核多位于细胞基底部。

伴有粘液形成的实体癌：是低分化腺癌医学教育|网搜集整理，癌细胞体积大、胞浆丰富，核大、核小体明显，癌组织不形成腺腔样、乳头状等典型腺癌的结构。

3.小细胞癌（小细胞未分化癌）：发病率比鳞癌低，发病年龄较轻，多见于男性。一般起源于大支气管，大多为中心型。分化极差、生长快，恶性程度高，较早出现淋巴和血行广泛转移。一般发现3～6个月死亡，五年生存率1～3%，对放射和化学疗法虽较敏感，但在各型肺癌中预后最差。

病变多在肺门，多压迫支气管，瘤体切面呈结节状，质地细腻，呈鱼肉状。细胞密集形态与小淋巴细胞相似，形如燕麦穗粒，因而又称为燕麦细胞癌。

4.大细胞癌：此型肺癌甚为少见。约半数起源于大支气管。细胞大，胞浆丰富，胞核形态多样，细胞排列不规则，呈片形或条索状。大细胞癌分化程度低，常发生脑转移，预后差。

此外，少数病例同时存在不同类型的癌肿组织，如腺癌内有鳞癌组织，鳞癌内有腺癌组织或鳞癌与小细胞癌并存，这一类癌称为混合型肺癌。