조기에 발견하여 암 종괴를 완전히 도려내는 수술이 현재까지는 가장 확실한 치료법이다. 수술은 암 치료법 가운데 가장 역사가 길며, 특히 조기암의 수술은 1809년 E.매도웰이 난소암에 대해 시술한 것이다.
항암화학요법과 방사선요법에 잘 듣는 암을 제외한 대부분의 고형암이 수술요법의 대상이 되는데 대표적인 것으로 위암, 췌장암, 대장직장암 등의 소화기 암과, 그 외 폐암, 유방암, 자궁암 등이 있다.
완전치유를 위해서는 주위 조직이나 다른 장기로 퍼지기 전에 발견되어야 하는데, 이때 암세포를 하나도 남기지 않고 외과적으로 완전히 도려내야만 치유가 가능하다.
수술적 치료는 다음의 3가지 목적으로 시행한다. 첫째, 완치가 기대되는 근치 수술인데 1기나 2기 암에서 암이 생긴 국소 부위와 부근의 림프절을 함께 도려내어 암을 뿌리째 뽑는 것이다.
암이 원발 장소에만 국한된 경우에는 암 주위의 정상조직을 포함해 병소를 완전히 제거하는 국소적 절제술 만으로도 치유가 가능하다.
그러나 부근의 국소 림프절까지 전이해 있을 때는 원발암의 완전제거와 함께 림프절 곽청술, 즉 중요한 혈관과 신경만 남겨두고 림프절을 청소해 내듯이 철저히 끍어내는 수술을 행한다.
둘째는 고식적 수술로 이는 이미 암이 전신에 퍼져 근치 수술이 불가능할 때 음식물 통과 장애나 출혈등을 없애주고 생명을 연장시키기 위해 시행한다.
예로 위암 말기 환자가 유문 협작으로 음식이 내려가는 길이 막혀 먹은 음식을 게속 토하게 될 때 위의 정상조직과 소장을 연결해 길을 만들어 줌으로써 음식물이 통과할 수 있도록 고식적 수술을 시행한다. 또 출혈이 심할 때는 고식적 위 절제술 또는 위 혈관 결찰술을 시행하기도 한다.
셋째는 암세포 감소 수술이다. 큰 암 덩어리를 수술로 제거해 암세포 수를 줄임으로써 항암제의 효과를 높이기 위해 시행한다. 이는 항암제가 암세포 수가 적을 때 효과적이기 때문이다.