壹旦發現胸腺瘤是良性還是惡性，就要手術切除，手術是目前最好的治療方法。良性和最具侵襲性的胸腺瘤，即惡性胸腺瘤，通過手術可獲得良好的預後，可治愈或術後長期無復發或轉移。根據胸腺瘤的惡性程度不同，手術是否徹底，復發或轉移的概率也不同。目前認為術後放療可以降低復發或轉移的概率。對於部分惡性胸腺瘤患者，化療是有效的，但總體來說，化療效果並不好。不同的伴隨癥狀需要相應的治療。
胸腺瘤壹旦確診就應該手術切除。原因是胸腺瘤持續生長增大，可壓迫鄰近組織器官，產生明顯的臨床癥狀。單純從臨床和X線表現很難判斷腫瘤是良性還是惡性，因此無論是良性還是惡性胸腺瘤都應盡早切除。胸腺瘤對放療和化療也很敏感。在胸腺瘤的治療中，放療是手術治療後的有效方法。對不能切除的浸潤性胸腺瘤和胸腺瘤及2期以上的胸腺瘤進行局部放療，可以降低腫瘤的復發率，提高患者的5年生存率。
因此，放射治療可視為胸腺瘤綜合治療的重要組成部分。腫瘤包膜完整的1期胸腺瘤根治術後是否需要放療，目前仍有爭議。胸腺瘤患者化療主要用於腫瘤局部復發無法切除的情況，或腫瘤有遠處轉移的情況。也有學者主張對3、4期胸腺瘤患者術後進行局部放化療。