肺癌通常使用综合治疗，也就是联合使用手术及化疗或者放疗或者手术同时进行化疗及放疗。肿瘤的T和N分期用于决定是否需要联合治疗。
　　手术可能是你癌症治疗的第一步。
　　术后化疗
　　术后是否需要化疗，根据术后病理分期而定。化疗指使用药物来杀死癌细胞。通常通过静脉或者口服给药。一旦药物进入血流，它们会到达身体的每一处。通常同时给予几种药物，这已经被证实比使用单一药物更有效。医生按周期进行化疗，每个治疗期后面有一个恢复期。化疗周期通常持续21到28天，并且开始的治疗通常包括4到6个周期。化疗不推荐用于一般情况差的患者（性能状态3－4级）。只要患者情况不差，年纪大并不妨碍。
　　最常用于非小细胞肺癌最初的化疗的药物联合是奥沙利铂、顺铂或卡铂同事联合以下一种药物：紫杉醇（商品名：泰素）、多西紫杉醇，商品名：泰素帝、吉西他滨（商品名：健择）、长春瑞宾（商品名：诺维本）、依立替康（商品名：开普拓）、依托泊甙（又称鬼臼乙叉甙，商品名有：凡毕士、拉斯太特胶囊）、长春花碱。
　　能够耐受联合化疗的病人，可以使用单一药物的化疗。
　　用于非小细胞肺癌的化疗或者靶向治疗的二线治疗药物（用于癌症持续生长的药物或者在起始化疗后）：单用紫杉醇、吉非替尼（商品名：爱诺沙）。
　　最常用于小细胞肺癌一开始联合化疗的药物是：局限期：顺铂和依托泊甙、卡铂和依托泊甙；扩展期：顺铂和依托泊甙、卡铂和依托泊甙、顺铂和依立替康
　　如果小细胞肺癌复发则使用下面化疗药物：如果在2到3个月内复发，则使用异环磷酰胺、紫杉萜或者吉西他滨。如果复发在2到3个月与六个月这期间发生的话，则使用拓扑替康、依立替康、环鳞酰胺/阿霉素/长春新碱（CAV），吉西他滨、紫衫醇、紫衫萜、口服依托泊甙、氨甲蝶呤、或者长春瑞宾。六个月的复发，可以重复使用原始化疗。
　　所有的化疗都有副作用，都可能发生。短暂的副作用包括食欲减退、恶心、呕吐、嘴巴疼痛、掉头发。因为化疗可能损伤骨髓里的造血细胞，白细胞的下降可能会增加患者感染的危险性；血小板缺乏会导致在小的割伤后出血或者小的碰伤后青肿；红细胞的减少（低血红蛋白水平）会导致疲劳。
　　但是治疗能够预防或者减少这些副反应。比如，一些药物能够预防或者减少恶心呕吐（见癌症患者的恶心呕吐治疗手册）。一类叫做生长因子的新药能够帮助化疗后骨髓的恢复，减少血液计数低的时期。
　　长期使用抗癌药的病人可能发生早发绝经、不育、或者心肺损伤。
　　在化疗前，你的医生和护士将会和你和你的家人讨论可能会发生的副作用以及使用何种措施能够减少这些副作用。一旦治疗开始了，你的医生和护士将期望你及时通知他们你所经历的不良反应。
　　靶向治疗：在过去的几年里，癌症治疗的研究者们研究干扰癌症细胞生长的药物。一种叫做吉非替尼药物的这类药物近来被用于治疗不再对化疗有反应（通常在2种不同的方案后）非小细胞肺癌取得了满意的疗效。这种药物是使用口服的。临床试验报道的爱诺沙通常的副反应是恶心、呕吐、腹泻、皮疹、痤疮和皮肤干燥。（目前此药被证实仅对部分亚洲人有效，尤其是不抽烟的女性。）