Không thể phẫu thuật được cho bệnh nhân ung thư phổi khi thấy có các dấu hiệu: di căn xa, tràn dịch màng phổi, hội chứng Horners, liệt dây thanh âm, liệt dây thần kinh hoành, hội chứng chèn ép tĩnh mạch chủ trên. Khi có các chống chỉ định phẫu thuật trên, bệnh nhân có thể được chỉ định điều trị tiếp tục bằng hóa trị và xạ trị.

Có khoảng một nửa bệnh nhân bị ung thư biểu mô của phổi khi đến bệnh viện đã có di căn xa. Do đó cũng chỉ có khoảng một nửa bệnh nhân mổ được. Trong số đó lại có 1/2 số bệnh nhân trong thời gian chuẩn bị mổ đã có di căn vào thành ngực làm cho số lượng bệnh nhân ung thư phổi có thể điều trị được bằng phẫu thuật giảm xuống. Trong số những bệnh nhân, nếu chưa có bằng chứng cụ thể của di căn xa hoặc ăn lan ra ngoài cấu trúc của phổi cũng được chỉ định phẫu thuật thăm dò. Trước khi mổ cần tìm các di căn xa như: não, xương, gan , hạch di căn, tuyến thượng thận… bằng CT-scan và các xét nghiệm sinh học.

Trong kỹ thuật cắt phổi, việc sử dụng máy khâu phổi để đóng mỏm cắt phế quản rất quan trọng, với cách khâu này ít khi thấy có dò phế quản sau mổ. Kinh nghiệm cũng cho thấy rằng việc khâu phế quản bằng kẹp kim loại tốt hơn là khâu bằng chỉ. Trước khi cắt phế quản bằng máy cần phải phẫu tích và cột hết các động mạch và tĩnh mạch đi vào phổi. Trong phần lớn các trường hợp cắt thùy phổi hoặc cắt phổi không điển hình, một hoặc hai ống dẫn lưu được đặt vào xoang màng phổi để dẫn lưu máu, dịch và khí là điều bắt buộc.​