Bij elke nieuwe diagnose, en vooraleer een behandeling opgestart kan worden, zullen ook enkele medische beeldvormingsonderzoeken uitgevoerd worden om de tumor in kaart te brengen. De specifieke plaats van de tumor, de grootte, het ingroeien in bepaalde structuren ... wordt bepaald. Deze onderzoeken richten zich bovendien ook op het opsporen en evalueren van mogelijke letsels op afstand: uitzaaiingen of metastasen. Dergelijke onderzoeken kunnen bestaan uit een bloedafname, een CT-scan, een MRI, een PET-CT-scan, botscan ... of een combinatie van enkele van deze onderzoeken. Bijkomend kan ook een mediastinoscopie of thoracoscopie worden uitgevoerd.
Aan de hand van de onderzoeken wordt een classificatie opgemaakt: de TNM-classificatie, waarbij T staat voor Tumor; N voor Node, of zijnde lymfeklieren; en M voor Metastasen. Deze classificatie geeft het behandelend team een idee over de prognose en zo kan een optimale behandeling op maat van de patiënt bepaald worden.