肺癌處在晚期時，患者會出現全身疼痛的症狀，主要原因是肺癌擴散到遠處臟器。肺癌，尤其是肺腺癌，容易透過血液轉移至其他臟器，比如腦、肝臟、骨、腎上腺、胸膜。同時，它也可以透過淋巴系統轉移到不同區域的淋巴結，例如縱膈淋巴結、鎖骨上淋巴結、腹膜後淋巴結。
在晚期，肺癌主要表現為復發和轉移，疼痛是一箇非常常見的症狀。約有80%到90%的晚期肺癌患者將在不同的部位和程度上出現疼痛症狀。例如，胸痛是最常見的症狀之一。由於肺部沒有明顯的痛覺神經，所以在肺內的病灶一般不會引起疼痛，這也是為什麼肺癌早期不易察覺的原因。
一旦病灶擴大侵犯到胸膜或區域性肋骨，就會引起不同程度的胸痛或腹痛。肝臟是肺癌常見的轉移部位，多數肺癌患者會有肝轉移。早期，患者可能會出現上腹部隱痛，隨著轉移灶的逐漸增大，牽拉肝臟包膜會引起疼痛加重。此外，腹膜淋巴結的轉移也會導致腹部正中和腰部的疼痛。
當腎上腺轉移病灶增大時，患者會出現腰部兩側的腎區疼痛。肺癌轉移到腦部時，在早期可能不會引起症狀，但隨著轉移病灶的增大，會導致顱內壓力增加，患者會出現頭痛、嘔吐和噁心等症狀。患者可以透過使用甘露醇脫水降低顱內壓力來適當緩解疼痛和骨骼疼痛。
大約有一半的肺癌患者最終會出現多箇部位的骨轉移，其中最明顯的症狀就是疼痛，例如腰椎疼痛、胸背部疼痛以及常見的大腿疼痛。當肺癌轉移到全身骨骼時，可能會出現全身疼痛。與其他癌症疼痛治療方法相同，重點是疼痛的緩解。