सर्जरी कैंसर उपचार का एक पारंपरिक स्वरूप है। यह अलग-अलग तरह के कैंसर से जुड़ी समस्याओं को दूर करने में सबसे ज़्यादा असरदार होती है, क्योंकि वह लिंफ़ नोड या दूरस्थ जगहों तक पहुंच चुका होता है (मेटासाइज का हो जाता है यानी एक हिस्से से दूसरे में चला जाता है)। सर्जरी का इस्तेमाल एकल में या विकिरण थैरेपी और कीमोथैरेपी जैसे अन्य उपचारों के साथ मिलाकर किया जा सकता है (कैंसर उपचार सिद्धांत भी देखें)। डॉक्टर इन अन्य तरीकों से भी उपचार कर सकते हैं:
सर्जरी से पहले ट्यूमर के आकार को कम करने के लिए सर्जरी से पहले (नियोएड्जुवेंट थैरेपी)
सर्जरी (एजुवेंट थैरेपी) के बाद, यह सुनिश्चित करने के लिए कि यथासंभव ज़्यादा से ज़्यादा कैंसर कोशिकाओं को खत्म कर दिया गया है
अगर कैंसर शरीर के दूसरे हिस्सों तक नहीं फैला है, तो सर्जरी से व्यक्ति ठीक हो सकता है। हालांकि, यह हमेशा संभव नहीं होता कि सर्जरी से पहले यह पक्का किया जा सके कि कैंसर फैला है या नहीं। सर्जरी के दौरान, डॉक्टर अक्सर ट्यूमर के नज़दीकी लिंफ़ नोड (सेंटिनल नोड) को यह देखने के लिए निकालते हैं कि कहीं कैंसर उन तक फैला तो नहीं। अगर फैल चुका है, तो व्यक्ति में कैंसर के फिर से होना का उच्च जोखिम हो सकता है और उसे कैंसर की पुनर्वापसी से बचने के लिए सर्जरी के बाद कीमोथैरेपी या विकिरण थैरेपी की ज़रूरत पड़ सकती है।
किसी भी कैंसर में शुरूआती चरण के लिए सर्जरी करना पसंदीदा विकल्प नहीं है। कुछ कैंसर ऐसी जगहों पर पनपते हैं जहां तक पहुंचा नहीं जा सकता। अन्य मामलों में, कैंसर की समस्या को दूर करने के लिए किसी ज़रूरी अंग को निकालना पड़ सकता है, या सर्जरी से अंग का कामकाज खराब हो सकता है। ऐसे मामलों में, विकिरण उपचार को कीमोथैरेपी के साथ या उसके बिना प्राथमिकता दी जा सकती है।
कैंसर के मेटास्टेसाइज़ होने के बाद, सर्जरी प्रमुख उपचार नहीं होता। हालांकि, कई बार ट्यूमर के आकार को कम करने के लिए, सर्जरी की जाती है (इस प्रक्रिया को डीबल्किंग कहते हैं), ताकि रेडिएशन थेरेपी और कीमोथेरेपी ज़्यादा प्रभावी हो सके। या फिर ट्यूमर द्वारा आंत को अवरुद्ध (बंद) करने पर होने वाले गंभीर दर्द या मतली या उल्टी जैसे लक्षणों से राहत के लिए सर्जरी की जा सकती है (पैलियेटिव सर्जरी)। ऐसा बहुत कम होता है कि मेटास्टेसिस को सर्जरी करके निकालने से रोगी ठीक हो जाए, क्योंकि हर तरह के ट्यूमर को ढूंढ निकालना मुश्किल होता है। आमतौर पर रह जाने वाले ट्यूमर अंदर ही अंदर बढ़ते रहते हैं। हालांकि, (गुर्दे जैसे) कुछ तरह के कैंसर, जिनमें मेटास्टेसिस की संख्या बहुत कम होती है, खासकर लिवर, दिमाग या फेफड़ों के कैंसर में, मेटास्टेसिस को सर्जरी से निकालना फ़ायदेमंद हो सकता है।
ट्यूमर को निकालने के बाद, व्यक्ति के आराम या उसके जीवन की गुणवत्ता में सुधार के लिए, अतिरिक्त सर्जरियों की ज़रूरत भी पड़ सकती है (उदाहरण के लिए, मैस्टेक्टोमी के बाद स्तन का पुनर्निर्माण करना)।