Le cancer peut se traiter par chirurgie, radiothérapie, chimiothérapie et, dans certains cas, hormonothérapie ou antagonistes hormonaux. L'objectif est de détruire les cellules cancéreuses tout en préservant le plus de cellules saines possible.

La chirurgie permet de retirer des cellules cancéreuses réunies en grappe. La moitié des cancers sont traités par voie chirurgicale. Le chirurgien prélève également des cellules saines autour de la zone cancéreuse, c'est-à-dire la tumeur, pour déterminer si le cancer s'est propagé. Il est très difficile de traiter un cancer par la chirurgie lorsque les cellules cancéreuses se sont disséminées.

La radiothérapie permet de traiter les cancers localisés. Elle revêt diverses formes. Parfois, on dirige un rayonnement sur la peau, au voisinage du foyer cancéreux. L'irradiation tue les cellules cancéreuses. Malheureusement, elle détruit également les cellules saines. Toutefois, les appareils de radiothérapie récents ciblent mieux les cellules cancéreuses, épargnant davantage les cellules saines. On peut également injecter dans le sang des particules radioactives qui vont s'accrocher aux cellules cancéreuses, mais non aux cellules saines. Il est aussi possible d'introduire de petites particules radioactives dans les tissus cancéreux ou près de ceux ci : les cellules malades seront dès lors exposées à une irradiation beaucoup plus forte que les cellules saines (c'est ce qu'on appelle la curiethérapie).

La chimiothérapie est le traitement par des agents anticancéreux. On y a souvent recours lorsque le cancer s'est disséminé par voie sanguine. Nombreux sont les cancers traités à l'aide de plusieurs médicaments, car les associations médicamenteuses sont plus efficaces que l'utilisation d'un seul agent. Il y a réponse complète à la chimiothérapie lorsque tout cancer décelable disparaît. Cependant, il peut subsister dans l'organisme des cellules cancéreuses indécelables. Le cas échéant, il se peut que le cancer réapparaisse après une période de rémission. Il y a réponse partielle lorsque le cancer diminue de plus de 50 %. Malheureusement, de nombreux cancers finissent par résister aux agents anticancéreux. Enfin, certains types de cancers (p. ex. les cancers du sein et de la prostate) sont influencés par les hormones ; on peut donc les traiter à l'aide d'hormones ou d'antagonistes hormonaux qui en ralentissent la croissance.

Grâce au génie génétique, on peut agir sur les gènes qui régissent la croissance des cellules cancéreuses et sur les enzymes permettant à ces cellules de se diviser et de croître continuellement. Parmi les stratégies anticancéreuses à l'étude, mentionnons les vaccins contre le cancer, les associations anticorps-poison et les substances chimiques empêchant les tumeurs de fabriquer des vaisseaux sanguins.