由於膠質瘤的浸潤性生長特性及解剖位置的特殊性，手術難以徹底切除，需要手術、放療、化療相結合的綜合治療措施。
膠質瘤根據惡性程度分為四級：I級通常僅僅經手術治療就可治癒，部分需要聯合放療;II級手術切除伴或不伴聯合放療或化療，部分病人明確病理後可直接行放化療;III級和IV級屬於惡性膠質瘤，需要手術、放療、化療的聯合治療。
腦膠質瘤的治療強調個性化綜合治療，有2個關鍵，手術切除是其一，另一關鍵是術後採取持續的有效的治療。
手術是治療膠質瘤的主要治療手段。對位於腦皮質功能區或功能區附近的腫瘤，手術原則是最大限度保留患者神經功能的前提下，最大程度切除腫瘤，以保證患者的生存質量。目前手術結合顯微熒光技術、功能核磁共振、電生理監測、術中喚醒麻醉等先進技術可以增加切除率和腦功能的保護。
放療是膠質瘤治療的重要治療方法之一，可以殺滅手術後殘存的腫瘤細胞。放療通常在手術後2-4周內進行。初治膠質瘤不推薦X刀、伽馬刀治療。分為外放療(即老百姓說的烤電)和內放療。
外放療包括適形三維調強、X刀、伽馬刀等，終生只能治療1個療程，放射性腦損傷、造血功能下降或噁心嘔吐、脫髮、頭皮壞死等併發症較大。
內放療是指同位素間質內放療，包括立定定向粒子植入及球囊法內放療裝置法，前者需手術，受到限制，後者僅採用注射器穿刺頭皮下注藥泵定期更換新的同位素如32P及125I等。球囊法內放療裝置法操作簡單，費用低，且可以多療程治療，無明顯副作用，是目前最為科學有效的放療措施，也是沂水中心醫院發明的治療方法。
化療是惡性膠質瘤綜合治療中不可缺少的一部分。化療可以進一步殺滅殘存腫瘤細胞，減少復發。化療可以和放療同時進行，或者在術後、放療後進行，也可作為部分復發膠質瘤的首選治療。採用口服替莫唑胺聯合球囊法同位素內放療，可以有效防止外放療的噁心嘔吐以及放射性腦損傷、造血功能下降等副作用，從而最大限度的保證聯合化療的進行，提高治療效果。
高壓氧治療可提高放化療效果，又對手術或放射性腦損傷等腦損傷有治療作用。
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