اگر بطور واضحی، تومور مشکوک در عکس رادیولوژی دیده شود، یا سلول سرطانی در تست خلط نشان داده شود، بافت برداری انجام می شود تا تشخیص را تایید شود. یک مقدار کمی نمونه از توده مشکوک به سرطان برداشته می شود، معمولا با استفاده از سوزن، و دکتر در زیر میکروسکوپ نگاه می کند. با بررسی نمونه، دکتر می تواند بفهمد که سرطان ریه است یا نه و اگر هست از چه نوعی.