癌症可以經手術切除、化療、放射線治療、免疫治療、單株抗體治療或其他方法治療。治療方式的選擇取決於腫瘤的位置、惡性程度、發展程度以及病人身體狀態。癌症的治療效果的關鍵在於“三早”，即早期發現、早期診斷、早期治療。
癌症的治療無論是化療、手術或放療都是對身體有極大負擔，並且在發生惡性轉移後，無論是何種方式都是很難徹底治癒。所以在癌症的治療仍然是人類面對的極大考驗。在目前對於年老的癌症患者，或許找出能維持生活品質並讓其能平靜走向生命旅程的終點的治療方式，會是比積極消除癌細胞而使用副作用極大的治療方式要來的實際且重要。
手術
理論上，若是以手術完全移除腫瘤細胞，癌症是可以被治癒的。但常因為癌細胞入侵蔓延到鄰近組織或轉移而效果有限。
使用外科手術治療癌症的例子包括以乳房切除術治療乳癌或是進行前列腺切除術治療前列腺癌。手術的目的在於移除腫瘤細胞或是整個器官，雖然將主要的腫瘤經外科手術切除，但仍有些潛伏在腫瘤所生長的器官周遭的單一腫瘤細胞是無法被察覺的。隨著時間過去，又會重新生長成一個新的腫瘤，稱為癌症復發。為此，手術切除下的腫瘤需要經病理學家的檢視，以確定切下的腫瘤周遭都是正常組織，減少腫瘤切除不完全的機會。
有時手術也被用來控制症狀以減輕病人痛苦，如脊髓壓迫或腸阻塞，稱為紓緩治療。
化療
化學療法(常簡稱化療)是用可以殺死癌細胞的藥物治療癌症。由於癌細胞與正常細胞最大的不同處在於快速的細胞分裂及生長，所以抗癌藥物的作用原理通常是藉由干擾細胞分裂的機制來抑制癌細胞的生長，譬如抑制去氧核糖核酸複製或是阻止染色體分離。多數的化療藥物都沒有專一性，所以會同時殺死進行細胞分裂的正常組織細胞，因而傷害常需要進行分裂以維持正常功能的健康組織，例如腸黏膜細胞。不過這些組織通常在化療後也能自行修復。
因為有些藥品合併使用可獲得更好的效果，化學療法常常同時使用兩種或以上的藥物，稱做“綜合化學療法”，大多數病患的化療都是使用這樣的方式進行。
治療某些白血病和淋巴瘤則需要使用高劑量的化療或全身放射治療(Total Body Irradiation)。這樣的治療方式是先將患者原有的骨髓細胞完全破壞，避免進行骨髓細胞移植時發生排斥作用。進行骨髓移植之後，依靠患者本身的復原能力，重新進行造血功能。移植的來源除了接受親屬或配對符合的捐贈者之外，也可將病患本身的骨髓細胞以及周邊造血幹細胞先取出存放待日後移植所需，稱為自體移植(autologous transplantation)。
免疫療法
免疫療法是利用人體內的免疫機制來對抗腫瘤細胞。已經有許多對抗癌症的免疫療法在研究中。目前較有進展的就是癌症疫苗療法和單株抗體療法，而免疫細胞療法則是最近這幾年最新發展的治療技術。
放射線治療
放射線治療(也稱放療、輻射療法)是使用輻射線殺死癌細胞，縮小腫瘤。放射治療可經由體外放射治療(external beam radiotherapy，EBRT)或體內近接放射治療(brachytherapy)。由於癌細胞的生長和分裂都較正常細胞快，藉由輻射線破壞細胞的遺傳物質，可阻止細胞生長或分裂，進而控制癌細胞的生長。不過放射治療的效果僅能侷限在接受照射的區域內。放射治療的目標則是要儘可能的破壞所有癌細胞，同時儘量減少對鄰近健康組織影響。雖然輻射線照射對癌細胞和正常細胞都會造成損傷，但大多數正常細胞可從放射治療的傷害中恢復。因此通常在臨床上，醫師與放射專家會小心計算需要的放射線劑量，同時放射治療也會分成許多次進行，讓健康的組織在每次輻射線照射的間隔中能有機會恢復。
放射治療可用來治療發生在各個部位的固態瘤(solid tumor)，包括腦、乳房、子宮頸、咽喉、肺、胰、前列腺、皮膚、胃、子宮或軟組織的肉瘤，治療白血病和淋巴瘤有時也會使用輻射。放射治療所使用的輻射劑量取決於多項因素，例如癌症種類以及是否有可能破壞周遭組織和器官。如同其他的治療方式，放射治療仍然有其副作用存在。
標靶治療
標靶治療(targeted therapy)從1990 年代後期開始在治療某些類型癌症上得到明顯的效果，與化療一樣可以有效治療癌症，但是副作用與化療相較之下減少許多。在目前也是一個非常活躍的研究領域。
荷爾蒙抑制
某些癌症的成長會受某些荷爾蒙的增加或減少而抑制。對荷爾蒙敏感的腫瘤常見的例子有乳癌和前列腺癌，減低或增加體內雌激素或雄激素往往可用來做為補充治療的一種。
症狀控制
雖然癌症症狀的治療並不被視為是癌症的治療方法，但對於癌症病患的生活品質有重要的幫助，也能用來評估病患是否能進一步接受其他治療。儘管所有醫師都能夠使用藥物來減輕或抑制疼痛、噁心、嘔吐、腹瀉、出血及其他癌症患者常見的症狀，舒緩治療的進一步發展對於有這一方面的需求的病患仍然是相當重要的。
止痛藥，如嗎啡、羥可酮(oxycodone)，止吐劑(antiemetics)及其他藥物用來抑制噁心和嘔吐，都是常用來減輕癌症患者症狀的藥物。
由癌症引起的慢性疼痛幾乎都與癌症本身或治療過程(手術、放射線治療、化療)所持續造成的組織損傷有關。癌症患者的疼痛並沒有明顯的產生原因。許多發生嚴重疼痛症狀的癌症患者常常已經接近生命的終點，這時進行舒緩療法(palliative)會是比較好的選擇。雖然社會上普遍對使用鴉片類麻醉劑的觀感不佳，但在癌末病患的治療上，主要的考量是儘量使患者感到舒適，無論使用鴉片類麻醉劑、手術或物理療法，甚至不應考慮醫療資源的支出，而要盡力使病患能得到最好的照顧。
