폐암은 세포의 모양과 크기에 따라 ‘소세포성 폐암’과 ‘비소세포성 폐암’으로 나뉜다.
현미경으로 확인되는 암세포의 크기가 작은 것은 한자 ‘작을 소(小)’ 자를 써서 소세포성 폐암이라 하고, 암세포의 크기가 작지 않은 것은 앞에 한자 ‘아닐 비(非)’를 붙여 비소세포성 폐암이라 한다. 줄여서 ‘소세포암’ ‘비소세포암’으로 부르기도 한다. 소세포성 폐암과 비소세포성 폐암을 구분하는 것은 임상적 경과와 치료가 다르기 때문이다. 폐암의 15~20%를 차지하는 소세포성 폐암은 전반적으로 악성도가 강해서 대부분 진단 당시 수술적 절제가 어려울 정도로 진행된 경우가 많다. 주로 폐 중심부의 기관지나 세기관지 같은 기도에서 처음 발병한다. 폐암의 80~85%를 차지하는 비소세포성 폐암은 조기에 진단해 수술적 치료를 하면 완치를 기대할 수 있는 암이다. 좀 더 세분화해서 편평상피세포암, 선암, 대세포암, 선편평세포암, 육종양암, 카르시노이드 종양, 침샘형암, 미분류암 등으로 분류한다.