肺癌转移主要通过直接浸润、种植新转移、淋巴转移和血行转移四种方式。
肺癌种植性转移是由于重力的缘故，癌细胞从肺癌表面脱落后，种植在胸腔的某一部位并生长，形成转移瘤，癌细胞往往种植在胸腔的下部；肺癌直接浸润是肺癌的肿瘤可向外周侵犯周围或附近的肺叶，肺组织，可侵犯到胸膜，胸壁，可侵犯到心脏、胸腔内的大血管，神经。故可出现胸水，胸痛，声音嘶哑等症状。肺癌首先转移到同侧肺门淋巴腺，之后可转移到纵膈淋巴腺，甚至锁骨上淋巴腺、颈部淋巴腺。有时可发生“跳跃性转移”，即先转移到远处的淋巴腺，而近处的淋巴腺末发生转移，这就是肺癌淋巴转移。此外，还有血行转移。肺癌最常见的血液转移部位为脑、肾上腺、骨，以及肝、甲状腺、皮肤、胰、肾等处。直接侵入血管或经淋巴管再入血管的癌细胞随血流到达其他部位，并渐渐长大成为一个新的癌灶。
因为转移是恶性肿瘤的特性之一，又因为肿瘤常常长得“不是地方”，因此，现代放疗治疗肺癌相对于手术切除有以下优势：
一、血管对放射线的受量较高，杀灭肿瘤的剂量不足以损伤相邻的血管。当肿瘤浸润血管或者生长在血管附近时，无形的伽玛刀比有形的手术刀更安全。二、放射线无孔不入，不受肿瘤生长部位的限制。手术暴露困难、解剖部位复杂和重要功能区是手术刀的禁区，却不是伽玛刀的禁忌。三、局部手段实现全身治疗。伽玛刀虽与手术同为局部治疗手段，手术对已发生转移的肿瘤无能为力，而伽玛刀可对原发病灶和转移病灶实行“定点清除，斩首行动”，当全身病灶较多时可同时或分批、分期治疗。四、无创伤，对全身影响小，身体条件差的患者也能耐受。年纪大和有长期慢性病如心脏病、糖尿病等患者不能耐受手术，却可耐受伽玛刀治疗。