由于肺癌手術有開胸手術和胸腔鏡微創手術之分，而兩者的手術過程又不盡相同，這里只簡單敘述一下手術操作的大致步驟：

首先，進行麻醉，給予患者麻醉藥物使其進入麻醉狀態后，或行氣管插管以控制呼吸。一般采用健側臥位。

其次，便是手術操作，切口位置的選擇非常重要，醫生會根據術前判定的肺癌病灶的位置和大小情況，確定體表切口的具體位置和大小，經胸部肌肉，進入胸腔進行部分肺切除。

肺的解剖構造為，左側肺由2個肺葉組成，右側肺由3個肺葉組成，每一個肺葉分別由2～5個肺段組成。肺癌手術時，雖然原則上是以肺葉切除為標準手術方式，但若病灶太大或太接近氣管，便需考慮行雙肺葉甚至一側肺的全切。如果患者肺功能不佳，或者年紀太大(例如大于70歲)，則可實施肺段切除，或做更小的肺楔形切除。肺癌手術除了切除腫瘤以外，也須同時清掃肺門和同側縱隔腔內的淋巴結，這樣不僅可以達到根治的目的，減少患者術后復發和轉移的概率，而且，徹底清掃淋巴結則淋巴結的分期可能更準確，有助于更合理地制定術后的輔助治療方案，并便于預測患者是否可以從輔助治療中獲益。