폐의 내부에는 통증을 느끼는 신경이 없어서 폐암 초기에는 아무런 증상이 없을 수 있고 증상이 나타날 때쯤이면 이미 진행된 경우가 많습니다. 가장 흔한 증상은 기침, 객혈(피 섞인 가래), 흉통(가슴통증), 호흡곤란입니다. 하지만 이런 것들이 대부분 호흡기 질환의 증상과 비슷하기 때문에 만성적으로 지속되는 기침, 가래 등이 있다면 전문의의 진찰을 받는 것이 좋습니다. 

이외에 폐암이 생긴 부위에 따라 특별한 증상이 나타나기도 합니다. 예를 들어 암세포 덩어리가 식도를 압박하는 경우 음식물을 삼키기 어려울 수 있고, 발성에 관여하는 신경을 침범하는 경우 쉰 목소리를 내기도 합니다. 또한 폐의 꼭대기 부위에 암세포 덩어리가 위치한 경우 어깨 통증과 팔의 안쪽 부위(새끼손가락 방향)로 뻗치는 통증이 있을 수도 있고, 호흡곤란과 함께 가래가 증가하기도 하여 폐렴으로 오인되기도 합니다. 드물게는 상대정맥 증후군이라는 것이 발생하기도 하는데, 이는 폐암이 상대정맥이라는 큰 혈관을 압박하면 혈액 순환 장애가 생기는 것으로, 머리와 팔이 심하게 부을 수 있고 호흡 곤란이 생기며 가슴에 정맥이 돌출되기도 하는데, 보통 앞으로 숙이거나 누우면 증상이 악화됩니다. 또한 폐암이 뼈에 전이되는 경우 뼈에 심한 통증이 유발될 수 있고 별다른 외상없이 골절이 생기기도 합니다. 뇌 역시 폐암이 잘 전이되는 곳으로 이 경우 머리가 아프고 구역질이 나기도 하며 드물게는 간질을 유발하기도 합니다. 모든 암처럼 폐암도 피로, 식욕부진, 체중감소가 있습니다.