Počas chirurgického výkonu je odstránený nádor aj okolité lymfatické uzliny a chirurgická liečba je v istých štádiách rakoviny pľúc najúčinnejšou metódou. Platí to predovšetkým pre včasné štádiá ochorenia, keď ešte nie je nádor rozšírený do iných častí tela.
V niektorých prípadoch je chirurgická liečba prvým liečebným postupom, v iných prípadoch sa k nej pristupuje až po chemoterapii či rádioterapii. V prípade, že pacient najskôr podstúpi operáciu, zvyčajne nasleduje chemoterapia alebo ožarovanie.
Pokiaľ má však pacient okrem rakoviny pľúc aj iné pridružené ochorenia, napríklad kardiovaskulárne alebo cukrovku, operácia nemusí byť realizovateľná pre vysoké riziko komplikácií.
Podľa možnosti dosiahnutia terapeutického výsledku je chirurgický výkon: