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Lo studio TC del polmone è un'indagine di secondo livello (solitamente dopo la radiografia del torace) per lo studio della patologia polmonare, oncologica e non. L'ecografia, così come l'imaging a risonanza magnetica (RM) hanno ruoli marginali nello studio del polmone, per via del contenuto aereo di tali organi che porta sia ad un basso segnale RM per mancanza di protoni sia ad una bassa riflessione delle onde sonore. La RM inoltre è fortemente soggetta ad artefatti in presenza di strutture in movimento (dato dalla respirazione e dal battito cardiaco). L'ecografia è infatti utilizzata solo per lo studio dei versamenti pleurici in vista di un loro drenaggio, mentre la RM è utilizzata perlopiù nello studio dei linfonodi e dei tessuti molli adiacenti ai polmoni. Per quanto riguarda le metodiche medico-nucleari, la tomografia a emissione di positroni (PET), che spesso abbina alla scansione PET una scansione TC coregistrata, sta assumendo sempre più importanza nello studio della patologia oncologica polmonare e nello studio della sarcoidosi, mentre la scintigrafia polmonare rimane tutt'oggi un valido presidio nello studio dei pazienti con sospetta o diagnosticata tromboembolia polmonare che non possono eseguire una TC con mezzo di contrasto (per allergia allo stesso o per gravidanza in atto).

Il carcinoma del polmone è una categoria diagnostica che comprende l'insieme delle neoplasie maligne che originano dai tessuti epiteliali (carcinomi) che compongono i bronchi e il parenchima polmonare.Per questo, i sarcomi e i linfomi che originano nel contesto delle strutture polmonari devono essere distinti da questa categoria. La maggior parte (oltre il 95%) delle neoplasie polmonari maligne è rappresentato dal carcinoma del polmone, mentre i sarcomi e linfomi costituiscono meno dello 0,5% di questa casistica. Meno del 5% delle neoplasie polmonari è invece rappresentato da tumori benigni (amartoma) o a basso grado di malignità (carcinoidi).Un'ulteriore distinzione deve essere operata tra neoplasie primitive e neoplasie secondarie; infatti, mentre le prime originano dalle strutture polmonari, le seconde sono rappresentate da metastasi di neoplasie che si originano in altri organi come, ad esempio, il rene, il fegato, la mammella e la prostata.

La broncopneumopatia cronica ostruttiva (sigla: BPCO) è un'affezione cronica polmonare caratterizzata da una ostruzione bronchiale, con limitazione del flusso aereo solo parzialmente o per nulla reversibile, lentamente progressiva, causata da un'infiammazione cronica delle vie aeree e del parenchima polmonare. È considerata la quarta causa di morte in Europa e negli Stati Uniti d'America (almeno 65 000 morti all'anno) ed è stata caratterizzata da un aumento della mortalità a livello mondiale negli anni 2000. I sintomi principali sono dispnea, tosse e produzione di espettorato. La maggior parte delle persone affette da bronchite cronica ha BPCO.Il fumo di tabacco è la causa più comune della condizione insieme ad altri fattori, quali l'inquinamento dell'aria e la genetica, che rivestono un ruolo minore. Nel mondo in via di sviluppo, una delle fonti più comuni di inquinamento atmosferico sono le cucine scarsamente ventilate e i fuochi utilizzati per il riscaldamento. L'esposizione a lungo termine a queste sostanze irritanti provoca una risposta infiammatoria nei polmoni con conseguente restringimento delle piccole vie aeree e la rottura del tessuto polmonare, una condizione conosciuta come enfisema. La diagnosi si basa sulla scarsa circolazione dell'aria, misurata tramite test di funzionalità polmonare. A differenza dell'asma, il volume del flusso d'aria respiratorio non aumenta in modo significativo con la somministrazione di farmaci. In tutto il mondo, la BPCO colpisce 329 milioni di persone, quasi il 5% della popolazione mondiale. Nel maggio 2014 è classificata come la terza causa di morte, essendo responsabile di oltre 3 milioni di decessi. Il numero dei morti è destinato ad aumentare per gli alti tassi di fumatori e per l'invecchiamento della popolazione riscontrabile in molti paesi.