胸腺瘤一经诊断即应外科手术切除。理由是肿瘤继续生长增大，压迫邻近组织器官产生明显临床症状;单纯从临床和X线表现难以判断肿瘤的良恶性;而且良性肿瘤也可恶性变。因此无论良性或恶性胸腺瘤都应尽早切除。有能切除的恶性胸腺瘤可取病理活检指导术后治疗，部分切除者术后放射治疗可缓解症状延长病人存活。
切口选择
突向一侧较小的胸腺瘤多采用前外肋间部胸切口，突向双侧瘤体较大者，可采用前胸正中切口。近年来前胸正中切口应用增多，除摘除胸腺瘤外同时摘除对侧胸腺，以防日后出现重症肌无力的可能。亦有春采用横断胸骨双侧胸部横切口切除肿瘤。前胸正中切口不进入胸腔，减少了术后对病人呼吸功能的干扰，避免术后呼吸系统合并症。有人经颈部切口摘除胸腺瘤，其指征为年老患者，有开胸禁忌，肿瘤体积小且靠近颈部。
手术治疗
无论良性或恶性胸腺瘤的治疗，主要是手术切除，只有当切除不彻底或未能切除的胸腺瘤才考虑放射治疗，化疗对胸腺瘤基微。
手术切除率与肿瘤大小的关系。一般讲，肿瘤愈大切除率愈低，这与肿瘤外科一般结论一致，但是肿瘤大小不是手术可切除的惟一指标。有时大的能切除，而较小的肿瘤不能切除。因之除肿瘤大小以外，肿瘤是否外侵，特别是侵犯周围血管，如上腔静脉、无名静脉、主动脉的严重程度极大地影响手术切除率。当肿瘤包绕血管生长，呈冻结状态，即使中等大小的肿瘤，有时亦不能完整切除。
放射治疗
恶性胸腺瘤即使肉眼所见已经切除干净者，其瘤床仍需要完成，手术时已清楚有残余瘤组织未切净或未能切除者，需增大剂量，一般为60Gy(6000rad)。有人提出良性胸腺瘤也有少数复发，故建议对良性胸腺瘤也应予以防性照射30～40Gy(3000～4000rad)。胸腺瘤放疗结果，一般均不甚满意，因各地报告结果相关较远，难以评述。
胸腔镜下治疗
电视胸腔镜下微创治疗：以往的胸腺切除术须劈开胸骨，损伤大，术后遗留较大的切口疤痕，严重影响美观，且易引起肺功能损害、膈神经损伤、纵隔及肺内感染等多种并发症，不少病人难以接受。现在以胸腔镜为代表的微创外科手术切除胸腺，显示出极大的优越性。它具有创伤小、痛苦轻、恢复快、疗效可靠、切口既小又隐蔽符合美容要求等优点，可以满足患者对健康和美容的要求。尤其是现代胸腔镜使手术视野扩大，荧屏显示便于手术医师操作配合，同时缩短了手术时间。