Obat-obatan kanker paling efektif jika diberikan dalam kombinasi. Alasan untuk terapi kombinasi adalah untuk menggunakan obat-obatan yang bekerja dengan mekanisme yang berbeda, sehingga mengurangi kemungkinan berkembangnya sel-sel kanker yang resisten. Ketika obat-obatan dengan efek yang berbeda digabungkan, setiap obat dapat digunakan pada dosis optimalnya, tanpa efek samping yang tidak dapat ditoleransi. (Lihat juga Prinsip-Prinsip Pengobatan Kanker.)
Untuk sebagian kanker, pendekatan terbaik adalah kombinasi antara operasi kanker, terapi radiasi, dan kemoterapi atau pengobatan kanker lainnya. Pembedahan atau terapi radiasi mengobati kanker yang terbatas secara lokal, sementara obat-obatan kanker juga membunuh sel-sel kanker yang telah menyebar ke lokasi yang jauh.
Kadang-kadang terapi radiasi atau kemoterapi diberikan sebelum pembedahan untuk mengecilkan tumor, sehingga meningkatkan kesempatan untuk diangkat sepenuhnya lewat operasi (teknik ini disebut terapi neoadjuvan). Terapi radiasi dan/atau kemoterapi yang diberikan setelah operasi (disebut terapi adjuvan) membantu menghancurkan sel takanker yang tersisa.
Jenis dan stadium kanker sering kali menentukan apakah diperlukan terapi tunggal atau terapi kombinasi. Misalnya, kanker payudara stadium awal dapat diobati dengan pembedahan saja atau pembedahan yang dikombinasikan dengan terapi radiasi, kemoterapi, atau dengan ketiga pengobatan, tergantung pada ukuran tumor dan risiko kekambuhan. Kanker payudara stadium lanjut lokal biasanya diobati dengan kemoterapi, terapi radiasi, dan pembedahan.
Kadang-kadang terapi kombinasi digunakan bukan untuk menyembuhkan tetapi untuk mengurangi gejala dan memperpanjang hidup. Terapi kombinasi dapat berguna bagi penderita kanker stadium lanjut yang tidak cocok dengan terapi radiasi atau pengobatan bedah (misalnya penderita kanker paru non-sel kecil, kanker esofagus, atau kanker kandung kemih yang tidak dapat diangkat sepenuhnya melalui pembedahan).
