最常用於描述非小細胞肺癌(NSCLC)生長和擴散的是TNM分期系統，也叫做美國癌症聯合委員會系統(AJCC)。在TNM分期中，結合了有關腫瘤、附近淋巴結和遠處器官轉移的資訊，而分期用來指特定的TNM分組。分組分期使用數字0和羅馬數字I到IV來描述。
T代表腫瘤(其大小以及在肺內和臨近器官的擴散程度)，N代表淋巴結擴散，M表示轉移(擴散到遠處器官)。
非小細胞肺癌T分期：T分級根據肺癌的大小，在肺內的擴散和位置，擴散到臨近組織的程度。
1.Tis：癌症只限於氣道通路的內層細胞。沒有擴散到其它的肺組織，這期肺癌通常也叫做原位癌。
2.T1：腫瘤小於3cm(略小於11/4英寸)，沒有擴散到髒層胸膜(包裹著肺的膜)，並且沒有影響到主要支氣管。
3.T2：癌症具有以下一個或者多個特徵：
(1)大於3cm
(2)累及主要支氣管，但距離隆突(氣管分成左右主要支氣管的地方)超過2cm(大約3/4英寸)。
(3)已經擴散到髒層胸膜
(4)癌症部分阻塞了氣道，但沒有造成全肺萎陷或者肺炎
4.T3：癌症具有以下一個或者多個特徵：
(1) 擴散到胸壁、膈肌(將胸部和腹部分開的呼吸肌)，縱隔胸膜(包裹著雙肺之間空隙的膜)，或者壁層心包(包裹心臟的膜)。
(2)累及一側主支氣管，距隆突(氣管分成左右主支氣管的地方)少於2cm(約3/4英寸)但不包含隆突。
(3)已經長入氣道足以造成全肺萎陷或者全肺炎。
5.T4：癌症具有以下一個或者多個特徵：
(1)擴散到縱隔(胸骨後心髒前面的間隙)、心臟、氣管、食管(連線喉和胃的管道)，脊柱、或者隆突(氣管分成左右主支氣管的地方)。
(2) 同一個肺葉裡有兩個或者兩個以上獨立的腫瘤結節
(3)有惡性胸水(在圍繞肺的液體裡含有癌症細胞)。
非小細胞肺癌的N分級：N分期取決於癌症侵犯了附近的哪些淋巴結。
1.N0：癌症沒有擴散到淋巴結
2.N1：癌症擴散的淋巴結僅限於肺內、肺門淋巴結(位於支氣管進入肺地方的周圍)。轉移的淋巴結僅限於患肺同側。
3.N2：癌症已經擴散到隆突淋巴結(氣管分成左右支氣管位置的周圍)或者縱隔淋巴結(胸骨後心髒前的空隙)。累及的淋巴結僅限於患肺同側。
4.N3：癌症已經擴散到同側或者對側鎖骨上淋巴結，和(或)擴散到患肺對側肺門或者縱隔淋巴結。
非小細胞肺癌分組分期：1.綜合分期：TNM分期
1. 0期：Tis(原位癌);N0;M0
2. IA期：T1;N0;M0
3. IB期：T2;N0;M0
4. IIA期：T1;N1;M0
5. IIB期：T2;N1;M0或T3;N0;M0
6. IIIA期：T1;N2;M0或T2;N2;M0或T3;N1;M0或T3;N2;M0
7. IIIB期：任何T;N3;M0或T4;任何N;M0
8. IV期：任何T;任何N;M1
非小細胞肺癌的M分期：M分期取決於癌症是否轉移到遠處組織或者器官。
1.M0：沒有遠處擴散。
2.M1：癌症已經擴散到一個或者多個遠處部位。遠處部位包括其它肺葉、超出以上N分期裡所提及的淋巴結、其它器官或者組織，比如肝、骨或者腦。
非小細胞肺癌的分期編組：一旦T、N和M分期明確了，這些資訊結合後(分期編組)就能明確綜合分期0、I、II、III或者IV期(見表1)。分期比較低的病人生存前景比較良好。