膠質瘤除少數WHO分級I級的膠質瘤可通過手術切除治癒外，其他大部分膠質瘤需要綜合治療，即手術切除配合以放射治療、化學治療、靶向治療和免疫治療等方法的綜合治療。手術治療的原則為在保證安全的前提下最大限度地切除腫瘤。放射治療包括常規放射治療、立體定向放射治療（γ刀、X刀）、放射性核素內放射治療、三維適形放射治療、調強放療和帶電子放射治療等。化學治療目前最常用的是替莫唑胺（TMZ）。免疫治療、基因治療、靶向治療等屬於新型治療方法。除此之外，還可以根據病情酌情對症治療。