De verschillende mogelijkheden om longkanker te behandelen zijn: operatie, chemotherapie, radiotherapie, endobronchiale therapie, experimentele middelen en alternatieve therapieën.
Zeker bij longkanker is een operatieve ingreep alleen zinvol bij gehele tumorverwijdering, hetgeen afhankelijk is van tumorgrootte, uitzaaiingen en goede algemene conditie van de patiënt (met name hart- en longfunctie). Bij bepaling van de tumorgrootte en -plaats wordt een TNM indeling gebruikt, gekeken of lymfeknopen zijn aangedaan en of er uitzaaiingen zijn naar andere organen. De meest voorkomende operaties zijn lobectomie (verwijderen van een longkwab) en pneumonectomie (het verwijderen van de gehele long).
Chemotherapie is behandeling met celdelingstoppende en celvernietigende werking. Geneesmiddelen met celdodende werking heten cytostatica. Teneinde een beter effect en geringere bijwerkingen te bereiken worden deze geneesmiddelen dikwijls gecombineerd gegeven. Radiotherapie is gebruikmaking van röntgenstraling, elektronenstraling of straling uit radioactieve bron met als doel het bereiken van genezing (curatief), aanvullend (adjuvant) of bestrijding/voorkoming van tumor- en/of uitzaaiingklachten (palliatief). Endobronchiale therapie omvat curatieve of palliatieve behandeling door middel van een bronchoscoop (zowel star als flexibel) in het binnenste van de luchtweg.
Experimentele behandeling betreft behandeling binnen een wetenschappelijk onderzoek-kader, waarbij wordt onderzocht of de toegepaste middelen betere resultaten opleveren dan de gangbare (minder bijwerkingen, verminderd risico op tumorgerelateerde klachten, betere genezingskansen of langduriger levensverlenging). Alternatieve middelen zijn therapieën zoals het Moerman- of Houtsmullerdieet, accupunctuur, homeopathie of psychologische en psychosociale ondersteuning. Hierdoor kunnen patiënten zich beter voelen, zijn fitter of geestelijk sterker, hetgeen een goede aanvulling kan vormen op de reguliere behandeling, waardoor men beter in staat is deze te ondergaan.