手術は、がんに対して昔から用いられてきた治療法です。大半のがんでは、リンパ節や遠く離れた部位に転移する前に除去するには、手術が最も効果的です。手術のみを行う場合もあれば、放射線療法や化学療法などの治療法と併用する場合もあります（がん治療の原則も参照）。医師は以下の他の治療を行うことがあります。
手術前に腫瘍を小さくする治療（術前補助療法）
手術後にできるだけ多くのがん細胞が除去されるようにする治療（術後補助療法）
がんが転移していなければ、手術で治癒する見込みがあります。しかし、手術の前に転移しているかどうかを常に確定できるとは限りません。手術中に腫瘍の近くのリンパ節（センチネルリンパ節）を摘出して、転移の有無を確認することがよくあります。転移がある場合、がんの再発リスクが高いと考えられ、再発を予防するため手術後に化学療法や放射線療法が必要になることがあります。
早期のがんでも手術に適さないケースがあります。手術できない部位にできるがんもあります。そのほかにも、がんを切除するには必要な臓器を切除しなければならなかったり、手術によって臓器の機能が損なわれてしまう場合があります。こうしたケースでは放射線療法が選択され、さらに化学療法を併用する場合としない場合があります。
がんが転移してしまうと、手術は主たる治療法になりません。それでも、放射線療法や化学療法の効果を高めるために、原発腫瘍のサイズを小さくする手術（減量手術）が行われることがあります。あるいは、重度の痛みや腫瘍が腸をふさいだとき（閉塞）に生じる吐き気や嘔吐などの症状を軽減する目的で手術が行われることもあります。すべての腫瘍を発見することが難しいため、転移したがんを手術で取り除いても治癒することはほとんどありません。残存した腫瘍はその後も増殖を続けます。ただし、一部のがん（腎細胞がんなど）で転移（特に肝臓、脳、肺への転移）の数が非常に少ない場合は、転移した腫瘍を手術で切除することが有益な場合もあります。
腫瘍が切除された後、患者の不快感の軽減や生活の質の向上のために、追加の手術（例えば乳房切除術後の乳房再建術）が必要になることがあります。
