胸腺癌一般采取以手术放疗和化疗为主的综合治疗。手术是治愈胸腺癌的唯一方式，仅有3分之1的胸腺癌是完全可以切除的，术前估计切除难度较大时，建议先给予新辅助的化疗，在评估完全切除的可行性。原则于三期和四期的胸腺瘤类似。但是，由于t1和t2期切除的病例，术后放疗加化疗是这个最佳的选择。胸腺癌，往往在诊断时即有远处的转移。

有报道称胸腺癌行减瘤术和不能手术者的5年生存率，分别为30%到24%，没有统计学的差异。对不可切除的胸腺癌，建议行静脉联合化疗，必要时用放料控制局部的症状。对没有远处转移的局部晚期胸腺癌在化疗后，估计仍无法完全切除的根治性的放料加巩固的化疗。