需要根据肿瘤样本的显微镜检查和影像学检查做出诊断。现在，通常还会进行基因分析和寻找血液和/或尿液中的肿瘤生物标志物，以提供有关癌症发生风险的特定信息。

确定诊断后，将在多学科会诊会议上确定治疗方案，与会者包括儿童肿瘤科医生、放射治疗师、外科医生和儿童心理科医生等专科医生。除了康复之外，要考虑的主要问题是减少治疗的后遗症，并尽可能保持身体机能。因此，化疗常用作减少肿瘤体积的一线治疗。然后可以进行保守手术，目的是尽可能保留器官和周围组织。

实际上，化疗是唯一能够破坏体内多个部位癌细胞的疗法。因此，建议用于治疗累及人体多个部位的癌症，例如发生于并损害某些血细胞的白血病，或影响白细胞或淋巴细胞的淋巴瘤。化疗也用于治疗在诊断时已经发生转移的肿瘤。

当肿瘤无法进行手术时，放疗仍然是一线治疗，某些脑肿瘤就是这种情况。相比传统放疗，通常会优先选择质子疗法。这种超精确的放疗形式可以照射位于身体深处并靠近敏感器官（如视神经或大脑某些部位）的肿瘤。它可减少放疗通常具有的副作用，例如生长发育缓慢或继发性癌症风险增加，这些副作用限制了放疗的应用。

居里研究所位于奥赛的质子治疗中心于 2010 年进行了全面翻新，是法国仅有的两个向儿童提供质子治疗的中心之一。