肺癌主要有四大基本主要治疗手段：手术、放疗、化疗及靶向治疗。大部分肺癌患者需要与多个医学专家交流，接受不止一种治疗。例如，化疗可以在手术前或手术后，也可在放疗前、与放疗同步或放疗后。患者应该知道需要不同学科医生之间，包括内科医生、胸外科医生、放射科医生、病理科医生、生物免疫科医生、中医科医生、心理科以及营养科会诊以便会进行很好的沟通，制定出最佳的治疗方案。
首先：手术：一般而言指的是根治术，不指姑息手术，根治术其目的是完整切除肺部肿瘤及胸腔内邻近的淋巴结。切除的肿瘤周边必须带有部分正常组织（称为切缘）。阴性切缘是指病理医生检查切除的肿瘤组织，在肿瘤周围的正常组织中未发现癌细胞。如果无法行肺叶切除，外科医生行楔形切除肿瘤组织，周围也要带有正常组织切缘。如果肿瘤与胸腔中部靠的太近，手术则可能需要行全肺切除。术后恢复的时间取决于切除肺组织的大小及病人术前的健康状况。
关于根治性手术，不得不提的是新辅助放化疗与辅助放化疗。辅助治疗是为了降低肺癌根治术后患者的复发风险而采取的治疗措施。辅助治疗包括放疗和化疗（未来可能还会包括靶向治疗）。目的是尽可能的消灭体内可能残存的癌细胞。辅助治疗只可能降低复发风险，而不能阻止复发。新辅助放化疗指的是在肺癌根治术前为了达到降期、使不能达到根治术的患者能够术后、减少术后出血等原因而在根治术前作的放化疗。
其次：放疗：放射治疗是应用高能量X线或其他能量粒子来杀死肿瘤细胞。与手术一样，广泛转移的患者不适合行放射治疗。
放射治疗只能杀死处于放射线束路径上的肿瘤细胞，但也能杀死处于该路径上的正常组织细胞，因此，如果射野累及身体区域过大，不能应用放疗。
第三：化疗：化疗是应用化学药物杀死肿瘤细胞。
系统性化疗通过血流定位至全身的癌细胞。化疗是肿瘤内科医生来执行的，分全身化疗和局部化疗。
研究证明化疗对于所有期别的患者均能够改善生活质量，延长生存期。
第四：靶向治疗：是指针对那些促进癌症发生发展的缺陷基因和蛋白的治疗方法。
在某些肺癌细胞中，这些异常蛋白通常大量存在。主要药物有全身静脉使用的血管生成抑制剂：贝伐单抗（Avastin）、表皮生长因子受体阻断剂：西妥昔单抗(Erbitux)、以及口服使用的表皮生长因子受体阻断剂：厄洛替尼（特罗凯）、吉非替尼（易瑞沙）。
当然，肺癌治疗目前强调综合治疗，其中中医药治、生物免疫治疗引人注目。
