對神經膠質瘤的治療以手術治療為主，但由於腫瘤浸潤性生長，與腦組織間無明顯邊界，除早期腫瘤小且位於適當部位者外，難以作到全部切除，一般都主張綜合治療，即術後配合以放射治療、化學治療等，可延緩復發及延長生存期。並應爭取作到早期確診，及時治療，以提高治療效果。晚期不但手術困難，危險性大，並常遺有神經功能缺失。特別是惡性程度高的腫瘤，常於短期內復發。
(1)手術治療：原則是在保存神經功能的前提下儘可能切除腫瘤。早期腫瘤較小者應爭取全部切除腫瘤。淺在腫瘤可圍繞腫瘤切開皮層，白質內腫瘤應避開重要功能區作皮層切口。分離腫瘤時，應距腫瘤有一定距離，在正常腦組織內進行，勿緊貼腫瘤。特別在額葉或顳葉前部或小腦半球的星形細胞瘤、少枝膠質細胞瘤等較良性的腫瘤，可獲得較好的療效。
對位於額葉或顳葉前部較大的腫瘤，可作腦葉切除術，連同腫瘤一併切除。在額葉者切口後緣應在前中央回前至少2釐米，在優勢半球並應避開運動性語言中樞。在顳葉者後緣應在下吻合靜脈以前，並避免損傷外側裂血管，少數位於枕葉的腫瘤，亦可作腦葉切除術、但遺有視野偏盲。額葉或顳葉腫瘤如範圍廣不能全部切除，可儘量切除腫瘤同時切除額極或額極作內減壓術，亦可延長復發時間。
腫瘤累及大腦半球兩個腦葉以上已有偏癱但未侵及基底節、丘腦及對側者，亦可作大腦半球切除術。
腫瘤位於運動、言語區而無明顯偏癱、失語者，應注意保持神經功能適當切除腫瘤，避免遺有嚴重後遺症。可同時作顳肌下或去骨瓣減壓術。亦可僅作活檢後作減壓術。丘腦腫瘤壓迫阻塞第三腦室者，可作分流術，否則亦可作減壓術。
腦室腫瘤可根據所在部位從非重要功能區切開腦組織進入腦室，儘可能切除腫瘤，解除腦室梗阻。應注意避免損傷腫瘤鄰近下丘腦或腦幹，以防發生危險。腦幹腫瘤除小的結節性或囊性者可作切除外，有顱內壓增高者可作分流術。上蚓部腫瘤難以切除者亦可作分流術。
病情危急者，幕上腫瘤宜先給予脫水藥物治療，同時儘快進行檢查確診，隨即進行手術治療。後顱窩腫瘤可先作腦室引流術，2～3天后待病情好轉穩定，再行手術治療。
(2)放射治療：用於體外照射的放射源有高電壓x線治療機、60Co治療機、電子加速器等。後二者屬於高能射線，穿透力強，皮膚劑量低，骨吸收量小，旁向散射少。加速器則劑量集中於預計的深部，超過此深度則劑量急劇下降，可保護病變後方的正常腦組織。放射治療宜在手術後一般狀況恢復後儘早進行。照射劑量一般神經膠質瘤給予5000～6000cGy，在5～6周內完成。對照射野大放療敏感性高的，如髓母細胞瘤，可給予4000～5000cGy。
各種類型的神經膠質瘤對放射治療的敏感性有所不同。一般認為分化差的腫瘤較分化好的為高。以髓母細胞瘤對放療最為敏感，其次為室管膜母細胞瘤，多形性膠質母細胞瘤僅中度敏感，星形細胞瘤、少枝膠質細胞瘤、松果體細胞瘤等更差些。對髓母細胞瘤及室管膜瘤，因易隨腦脊液播散，應包括全椎管照射。
(3)化學治療：高脂溶性能通過血腦屏障的化療藥物，適用於腦神經膠質瘤。在星形細胞瘤Ⅲ～Ⅳ級時，由於水腫而血腦屏障遭到破壞，使水溶性大分子藥物得以通過，故有人認為選用藥物時可以擴大至許多水溶性分子。但實際上在腫瘤周圍區增殖細胞密集之處，血腦屏障的破壞並不嚴重。故選擇的藥物仍宜以脂溶性者為主。
