化療的目的是縮小腫瘤，減輕由腫瘤引起的不適，防止進(jìn)一步轉(zhuǎn)移和延長(zhǎng)患者生存期。化療極少能使轉(zhuǎn)移性肺癌消失。因此，無(wú)論化療多么有效， 一般認(rèn)為IV期肺癌是不可治愈的。這些患者都需要進(jìn)行密切隨訪和終身治療來(lái)控制病情。化療可以改善IV期患者的生存質(zhì)量并延長(zhǎng)生存期。

該期病人一般不進(jìn)行手術(shù)或放射治療。極少數(shù)情況下，如果患者僅有腦轉(zhuǎn)移或腎上腺轉(zhuǎn)移，醫(yī)生會(huì)建議行轉(zhuǎn)移灶切除。單一部位的轉(zhuǎn)移灶也可行放射治療，如腦轉(zhuǎn)移。但是IV期患者發(fā)生其他部位轉(zhuǎn)移的概率是非常高的。大部分IV期非小細(xì)胞肺癌患者僅行化療。

大多數(shù)III期非小細(xì)胞肺癌單純手術(shù)或放療不能達(dá)到治愈的目的。病人即使手術(shù)或放療很成功，其發(fā)生原發(fā)部位或遠(yuǎn)處復(fù)發(fā)的概率仍較高。因此，醫(yī)生一般不建議患者直接手術(shù)，而是先行化療，之后再手術(shù)。化療后，病人一般仍然需要行手術(shù)治療，特別是那些化療有效，腫瘤有縮小的患者。但也有部分病人不行手術(shù)而是接受化放療聯(lián)合治療，以期達(dá)到治愈。化療可以在放療前也可與放療同步進(jìn)行。化放療聯(lián)合治療可以提高放療的有效率，下降腫瘤復(fù)發(fā)的幾率。同步放化療有效率高于先化療后放療的治療方法，但同時(shí)帶來(lái)更多副反應(yīng)。病人化療和放療結(jié)束后可能仍然需要手術(shù)治療。然而對(duì)于放射治療非常有效的患者是否還需要手術(shù)，或是化療后腫瘤完全消失的患者是否還需要放療，醫(yī)生之間還存在爭(zhēng)論