Keskushermoston kasvaimia hoidetaan kasvaintyypistä riippuen leikkauksella, sädehoidolla, solunsalpaajilla, kasvainten verisuonitusta estävillä lääkehoidoilla tai näiden yhdistelmillä. Lisääntyvä molekyyligeneettinen tieto mahdollistaa kasvainten tarkemman lajittelun erilaista hoitoa vaativiin ryhmiin ja kohdennetun hoidon (niin sanotut täsmälääkkeet), jota voidaan käyttää perinteisen hoidon ohella.
Useimmissa keskushermoston kasvaintyypeissä ennusteeseen keskeisesti vaikuttava hoito on kasvaimen mahdollisimman täydellinen poisto leikkauksella. Jos kasvain sijaitsee alueella, jolta sitä ei voida poistaa (esimerkiksi aivorungon alueella), pyritään kasvaimesta kuitenkin ottamaan koepala kasvaimen tarkemman tyypin selvittämiseksi. Keskushermoston alueen leikkauksissa on yleensä komplikaatioriski. Se, millaiset komplikaatiot ovat mahdollisia, liittyy kasvaimen sijaintiin ja riskeistä keskustellaan neurokirurgin kanssa ennen operaatiota. Joissakin kasvaintyypeissä, esimerkiksi matala-asteisessa glioomassa, pelkkä kasvaimen kirurginen poisto on riittävä hoito. Pahanlaatuisiin tai epätäydellisesti poistettuihin kasvaimiin tarvitaan myös muuta hoitoa leikkaushoidon jälkeen.
Usein aivokasvaimet häiritsevät aivo-selkäydinnesteen normaalia kulkua ja saattavat aiheuttaa vaarallisen korkeaksi nousevan aivopaineen. Tämän vuoksi toisinaan tarvitaan suntti kasvaimen leikkauksen yhteydessä tai jo ennen leikkausta. Suntti on silikoniletku, joka johtaa aivo-selkäydinnesteen aivokammiosta vaihtoehtoista reittiä vatsaonteloon tai sydämen oikeaan eteiseen. Aivo-selkäydinnesteen voi joissakin tapauksissa johtaa kulkemaan vaihtoehtoista reittiä myös kolmannen aivokammion pohjaan tehtävän ylimääräisen reiän avulla.
Sädehoito on useimmissa keskushermoston kasvaimissa tehokas hoitomuoto kasvaimen poiston jälkeen tai silloin kun poisto ei kasvaimen sijainnin vuoksi ole mahdollinen. Erityisesti koko keskushermoston alueen sädehoito (kraniospinaalinen sädehoito) aiheuttaa nuorimmilla lapsilla merkittäviä pitkäaikaishaittoja etenkin kognitiiviseen kehitykseen, hormonitoiminnan säätelyyn ja kasvuun. Tämän vuoksi sädehoitoa pyritään välttämään nuorimmilla, alle kolmevuotiailla lapsilla. Sädehoito annetaan haittavaikutusten vähentämiseksi pieninä päivittäisinä annoksina usean viikon kuluessa.
Solunsalpaajia (sytostaatteja) käytetään erilaisina yhdistelminä riippuen kasvaintyypistä. Aivan pienillä lapsilla, joilla sädehoitoa pyritään välttämään, solunsalpaajat ovatkin keskeinen osa leikkauksen jälkeistä hoitoa. Hieman vanhemmilla lapsilla solunsalpaajia käytetään ennen sädehoitoa ja/tai sen jälkeen. Solunsalpaajia voidaan käyttää hoidon tehostamiseksi myös sädehoidon aikana. Lisäksi tiettyjen aivokasvainten hoidossa käytetään korkea-annoksisia solunsalpaajahoitoja (ns. jättisytostaattihoidot), joissa solunsalpaaja-annokset ovat niin suuria, että luuytimen toiminta häiriintyy vakavasti ja pitkäkestoisesti, eikä luuydin pysty muodostamaan uusia verisoluja. Tämän vuoksi ennen korkea-annoshoitoa potilaalta kerätään talteen omia veren kantasoluja, jotka palautetaan hoidon jälkeen. Nämä kantasolut nopeuttavat luuytimen toipumista hoidon jälkeen.
Solunsalpaajat annostellaan useimmiten suonensisäisesti keskuslaskimokatetriin. Joitain solunsalpaajia annetaan myös suoraan aivoselkäydinnesteeseen lannepiston tai aivokammioon sijoitetun annostelukapselin kautta. Lisäksi on olemassa suun kautta otettavia solunsalpaajia. Lannepistoa vaativa annostelu tehdään nukutuksessa, muut annostelutavat ovat kivuttomia.
Verenkierron ja keskushermoston välissä on veriaivoeste, joka vaikeuttaa monien lääkehoitojen pääsyä keskushermostossa sijaitsevaan kasvaimeen asti. Kasvain aiheuttaa veriaivoesteen häiriön, mutta monen solunsalpaajahoidon teho on kuitenkin keskushermoston alueella huonompi kuin muualla elimistössä. Keskushermoston kasvaimiin voidaan vaikuttaa myös ns. antiangiogeenisilla lääkkeillä, jotka häiritsevät kasvainten verisuonitusta ja sitä kautta estävät kasvainten kasvua. Nämä lääkkeet ovat yleensä suun kautta otettavia.
Uusimpana hoitomuotona muun hoidon ohella joidenkin keskushermostokasvainten hoidossa ovat pienimolekyyliset veriaivoesteen läpäisevät lääkkeet, joilla on suora kohde kasvaimessa. Mahdollisia kohdennetun lääkehoidon kohteita selvitetään kasvaimesta tehtävien molekyyligeneettisten tutkimusten avulla. Näiden hoitojen pitkäaikaisesta tehosta tai haittavaikutuksista ei kuitenkaan vielä ole tietoa.
Suomessa käytetään useiden lasten syöpätautien, kuten myös keskushermostokasvainten, hoidossa kansainvälisiä hoito-ohjelmia, jotka takaavat parhaan tämänhetkisen tiedon mukaisen hoidon.