在小细胞肺癌被诊断之后，将进行检查，查明癌细胞是否在胸腔内扩散，或者已扩散至身体其他部位。
确定癌细胞是否在肺内或身体其他部位扩散的过程称为分期。在分期过程中收集的信息最终决定疾病的分期。为了制定治疗计划，了解分期是很重要的。一些用于诊断非小细胞肺癌的检测也用于分期。（请参阅“常用信息”部分。）
在分期过程中可能使用的其他检测及程序包括:
MRI（磁共振成像）：是使用磁体、无线电波和计算机产生一系列身体内部区域的详细图片的过程，例如大脑。这个过程也被称为核磁共振成像（NMRI）。
CT扫描（CAT扫描）：一种从不同角度拍摄一系列身体内部区域详细的图像，如脑部，胸部或上腹部的方法。图像是由一台连接到x光机的计算机生成的。通过静脉注射或吞服显影剂，可使器官或组织更清楚地展示。这种方法也被称为计算机断层扫描，计算机化断层显像，或计算机化x射线轴向断层造影。
PET扫描（正电子发射断层扫描）：一种用于发现体内恶性肿瘤细胞的方法。注射少量带有放射性的葡萄糖（糖）到静脉中。PET扫描仪绕着身体周围旋转，对于体内含有葡萄糖的部分进行成像。在图像中，由于恶性肿瘤细胞活性更高，和正常细胞比起来会吸收更多的葡萄糖，所以成像的亮度更高。这被检查方法称为PET-CT。
骨扫描:一项检查骨骼中是否存在快速分裂的细胞（如癌细胞）的检测方法。微量的放射性物质被注射进静脉并通过血液循环转移到全身。在骨骼的癌症病灶中聚集的放射性物质会被扫描仪检测出来。
癌症在体内有三种扩散方式。
癌细胞可通过组织，淋巴系统以及血液扩散：
组织。癌症从原发处扩散到邻近组织中。
淋巴系统。癌组织从原发处侵入淋巴系统。癌细胞通过淋巴管可扩散到身体其他部位。
血液。癌细胞从它发生的地方进入血液进行扩散。癌细胞从血管转移到人体其他部位。
癌细胞可以从它发生的地方扩散到人体其他部位。
癌症转移是指癌症扩散至身体其他部位。癌细胞从原发处（原发性肿瘤）脱离，侵入淋巴系统或血液。
淋巴系统。癌组织侵入淋巴系统后，通过淋巴管在身体另一部位形成肿瘤（转移性肿瘤）。
血液。癌组织侵入血液后，通过血液循环在身体另一部位形成肿瘤（转移性肿瘤）。
转移性肿瘤与原发性肿瘤类型相同。例如，如果非小细胞肺癌扩散至大脑，则脑中的癌细胞实际上仍为肺癌细胞。该病应称为转移性肺癌，而非脑癌。
许多癌症死亡是由于癌细胞从原发肿瘤扩散到其他组织和器官。这被称为转移癌。这个动画展示了癌细胞是如何从体内最初形成的位置转移到身体的其他部位的。
小细胞肺癌的分期如下：
局限期小细胞肺癌
在局限期，恶性肿瘤在最初出现在肺部的地方，可能已经扩散到肺部之间的区域，或者扩散到锁骨以上的淋巴结。
广泛期小细胞肺癌
在广泛期，恶性肿瘤已扩散至超过肺部的区域，或肺部之间的区域，或锁骨以上的淋巴结，进入 身体其他部位。