恶性肿瘤可以经手术切除、化疗、放射线治疗、免疫治疗、单株抗体治疗或其他方法治疗。治疗方式的选择取决于肿瘤的位置、恶性程度、发展程度以及病人身体状态。恶性肿瘤的治疗效果的关键在于“三早”，即早期发现、早期诊断、早期治疗。
恶性肿瘤的治疗无论是化疗、手术或放疗都是对身体有极大负担，并且在发生恶性转移后，无论是何种方式都是很难彻底治愈。所以在恶性肿瘤的治疗仍然是人类面对的极大考验。在目前对于年老的恶性肿瘤患者，或许找出能维持生活品质并让其能平静走向生命旅程的终点的治疗方式，会是比积极消除癌细胞而使用副作用极大的治疗方式要来的实际且重要。
手术
理论上，若是以手术完全移除肿瘤细胞，恶性肿瘤是可以被治愈的。但常因为癌细胞入侵蔓延到邻近组织或转移而效果有限。
使用外科手术治疗恶性肿瘤的例子包括以乳房切除术治疗乳癌或是进行前列腺切除术治疗前列腺癌。手术的目的在于移除肿瘤细胞或是整个器官，虽然将主要的肿瘤经外科手术切除，但仍有些潜伏在肿瘤所生长的器官周遭的单一肿瘤细胞是无法被察觉的。随着时间过去，又会重新生长成一个新的肿瘤，称为恶性肿瘤复发。为此，手术切除下的肿瘤需要经病理学家的检视，以确定切下的肿瘤周遭都是正常组织，减少肿瘤切除不完全的机会。
有时手术也被用来控制症状以减轻病人痛苦，如脊髓压迫或肠阻塞，称为纾缓治疗。
化疗
化学疗法（常简称化疗）是用可以杀死癌细胞的药物治疗恶性肿瘤。由于癌细胞与正常细胞最大的不同处在于快速的细胞分裂及生长，所以抗癌药物的作用原理通常是借由干扰细胞分裂的机制来抑制癌细胞的生长，譬如抑制去氧核糖核酸复制或是阻止染色体分离。多数的化疗药物都没有专一性，所以会同时杀死进行细胞分裂的正常组织细胞，因而伤害常需要进行分裂以维持正常功能的健康组织，例如肠黏膜细胞。不过这些组织通常在化疗后也能自行修复。