理论上，若是以手术完全移除肿瘤细胞，癌症是可以被治愈的。但并非总是如此简单，外科手术通常无法切除已经转移到其他部位的癌细胞。使用外科手术治疗癌症的例子包括以乳房切除术治疗乳癌或是进行前列腺切除术治疗前列腺癌。手术的目的在于移除肿瘤细胞或是整个器官，虽然将主要的肿瘤经外科手术切除，但仍有些潜伏在肿瘤所生长的器官周遭的单一肿瘤细胞是无法被察觉的。随着时间过去，又会重新生长成一个新的肿瘤，称为癌症复发。为此，手术切除下的肿瘤需要经病理学家的检视，以确定切下的肿瘤周遭都是正常组织，减少肿瘤切除不完全的机会。除了切除原发性肿瘤之外，癌症的病程分期也需要手术的协助。例如，确定肿瘤恶化的程度与是否发生淋巴结转移。病程分期主要可用来推测预后和是否需要实行辅助治疗。有时手术也被用来控制症状以减轻病人痛苦，如脊髓压迫或肠阻塞，称为纾缓治疗。