依据病理类型和分期的不同，肺癌的治疗方法包括手术、化疗、放疗、靶向治疗、免疫治疗等。临床医生也会基于年龄、整体健康状况、耐受性、病情预期以及患者自身选择来制定更为个体化的治疗方案。有些疗法是得到公认的标准肺癌治疗方案，也有些正在被临床试验加以验证。
手术
手术是早期肺癌的主要治疗手段。手术类型取决于肿瘤的大小和部位、肺癌的侵犯程度以及患者的整体状况。胸腔镜微创手术已经是目前的主流手术方式，损伤小，而且住院时间短。
肺楔形切除：手术切除肺癌和周围的一部分正常肺组织。当切除的周围肺组织范围稍大一点时，则称作“肺段切除”。
肺叶切除：手术切除包含肺癌在内的一整个肺叶。
一侧肺切除：手术切除肺癌所在一侧的左肺或右肺，也叫“全肺切除”。
放疗
放疗采用高能辐射来杀灭癌细胞并使肿瘤缩小。在早、中、晚期肺癌治疗中，放疗都有自身的一席之地，同时还是预防和治疗肺癌脑转移的重要手段。放疗通常会与其它疗法联合用于肺癌治疗。立体定向放疗目前应用最为广泛。
化疗
手术和放疗专注于身体的某个区域，所以被称为局部治疗；化疗则可对全身各处的潜在癌细胞进行杀伤，所以也称作全身治疗。大多数情况下肺癌化疗通过静脉输液的方式进行。化疗同样参与到不同分期肺癌的治疗之中。
靶向治疗
靶向治疗也是一种全身治疗，但其能够专门杀灭肺癌细胞，因此在改善疗效的同时显著减轻了副作用，目前已逐渐替代化疗成为了肺癌的主流治疗方案。而作为判断有无适用靶向药物的基因检测，也成为了非小细胞肺癌患者的必查项目之一。
免疫治疗
免疫治疗是一种激活自身免疫系统来杀灭肺癌细胞的疗法。肺癌细胞可以通过自身伪装来躲过免疫系统的攻击，免疫治疗则可通过新型药物来撕去肺癌细胞的伪装，从而让免疫细胞重新发现并消灭癌细胞。
其它
除了上述这五种主要肺癌疗法之外，其它的治疗都只能处于辅助地位，可能会锦上添花增强主要疗法的效果，但不能作为主力军来独立作战。